Byen Tokai i Ibaraki-præfekturet er blandt andet kendt for at være stedet, hvor man åbnede Japans første komercielle atomkraftværk med tilhørende forskningsfaciliteter, men i 1997 og 1999 blev to af disse ramt af ulykker, hvoraf den ene resulterede i to dødsfald, der på dette tidspunkt var den værste atomkraftværkulykke i Japan. Ulykken i 1997 resulterede kun i materiel skade samt øget radioaktivitet i atmosfæren, men den 30. september 1999 var tre ansatte i færd med at generere brændstof til et eksperiment med oparbejdning af uran i en reaktor, da dette førte til en nuklear kædereaktion. De to arbejdere, der befandt sig tættest på beholderen med uran blev omgående dårlige, og den ene af disse endte med at kollapse, mens den radioaktive stråling begyndte at sprede sig rundt i komplekset, hvilket førte til en evakuering af beboerne i Tokai. Kædereaktionen varede i knap et døgn, før der omsider lykkedes at få den under kontrol, men på dette tidspunkt var skaden allerede sket.
De to ansatte, der var blevet syge, endte med at dø af stråleforgiftning - den ene af disse var 35-årige Hisashi Ouichi, hvis væv blev fuldkommen opløst i månederne efter, inden han døde som et levende skelet den 21. december, og han blev dermed det første officielle dødsoffer for en atomulykke på japansk grund. Den anden var 39-årige Masato Shinohara, der også fik voldsomme vævskader, ligesom han mistede sine øjne, men han formåede dog at holde sig i live et halvt år, før han ligeledes døde den 27. april 2000. Foruden den tredje mand, der var til stede i reaktoren under ulykken blev flere hundrede andre arbejdere, brandfolk og beboere i Tokai også påvirket af den radioaktive stråling i mere eller mindre grad. I Tokai oplevede man nemlig øget radioaktivitet i dagene efter ulykken, så flere tusinde mennesker blev beordret til at holde sig inde, mens strålingen blev opløst i atmosfæren. Det lokale landbrug og fiskeri tog desuden skade, hvilket førte til, at der blev udbetalt en millionerstatning til indbyggerne i Tokai og omegn.
Årsagen til ulykken skyldtes primært, at de tre ansatte, der var i gang med oparbejdningen af uran, ikke havde modtaget den nødvendige træning og information i forbindelse med projektet, så de slet ikke var opmærksomme på, at de tilsatte langt mere uran, end beholderen kunne rumme. Dette forblev den værste atomkraftværkulykke i Japan frem til 2011, hvor Tohoku-jordskælvet og tsunamien resulterede i en kernenedsmeltning på Fukushima Daiichi atomkraftværket, hvilket desuden førte til, at mange af Japans ældre atomkraftværker måtte lukke ned. Dette gjaldt også atomkraftværket i Tokai, som ikke er blevet genåbnet siden.