L'accident de Three Mile Island en 1979 à la centrale nucléaire de Three Mile Island en Pennsylvanie a été "l'événement le plus important dans les cinquante ans d'histoire de la réglementation de l'énergie nucléaire aux États-Unis". Beaucoup de gens ont vu dans cet événement un tournant pour l'industrie de l'énergie nucléaire aux États-Unis. La centrale de Three Mile Island est située près de Harrisburg, en Pennsylvanie. L'accident a débuté le mercredi 28 mars 1979 et a entraîné une fusion partielle du cœur de la tranche 2 de la centrale nucléaire. Le réacteur à eau pressurisée de l'unité 2 avait une capacité de 900 MWe.

La chaîne d'événements qui a conduit à la crise de l'usine TMI comprenait plusieurs défaillances mineures d'équipements que des erreurs d'opérateurs ont considérablement aggravées, entraînant un accident majeur. L'accident de Three Mile Island est largement considéré comme une défaillance de la gestion de crise. Selon un critique de l'ouvrage :

Les opérateurs des réacteurs n'étaient pas formés pour faire face aux conditions d'accident, et la NRC n'avait pas établi de communication efficace avec les services publics. De plus, une fois l'accident survenu, les lignes d'autorité se sont avérées mal définies. Le public a reçu des rapports contradictoires qui ont provoqué une panique et des évacuations inutiles. Ce sont ces faiblesses systémiques du système réglementaire qui ont permis à des personnes douées de commettre les erreurs qu'elles ont commises.

De grandes parties du cœur du réacteur TMI-2 ont fondu, bien que le fait qu'une fusion partielle ait eu lieu n'ait été révélé qu'en 1985. La plus grande source de préoccupation pendant la crise de TMI était une bulle d'hydrogène qui s'est formée dans le haut de la cuve sous pression qui contenait le cœur :

Bien que les avis divergent, certains experts en réacteurs craignent qu'avec le temps, la bulle d'hydrogène ne devienne inflammable ou, moins probablement, explosive en se combinant avec l'oxygène libre dans la cuve. Si la bulle brûlait ou explosait, elle pourrait briser la cuve sous pression et forcer le cœur du réacteur endommagé à entrer dans le bâtiment de confinement. La perte de la cuve ne rendrait pas inévitable une rupture du confinement, mais elle augmenterait le risque d'une émission désastreuse de radiations.

En fin de compte, l'accident de Three Mile Island, bien qu'il ait "provoqué une grave crise, n'a pas produit de désastre de santé publique". Face à la fusion du cœur de l'usine, la cuve sous pression a tenu et il n'y a pas eu de brèche dans la structure de confinement de l'usine. Seules "de minuscules quantités des formes les plus dangereuses de radiations volatiles se sont échappées dans l'atmosphère". Le nettoyage de TMI-2 a duré 11 ans et a coûté environ 1 milliard de dollars US.

J. Samuel Walker suggère que l'accident de TMI a suscité de nombreuses critiques à l'égard de la technologie de l'énergie nucléaire, de l'industrie nucléaire et du NRC. Les critiques reprochaient à l'industrie et à la NRC leurs mauvaises performances avant et après l'accident. L'attention internationale suscitée par la crise a renforcé la détermination et la crédibilité du mouvement antinucléaire. On peut dire que l'industrie nucléaire américaine ne s'est jamais remise de la crise.

Walker rapporte que les études visant à déterminer les effets à long terme des radiations résultant de l'accident ont abouti à des conclusions contradictoires, mais il semble que toute augmentation des cancers soit suffisamment faible pour être le fruit du hasard.