화학공장에서 발생하는 사고는 독성·가연성·폭발성 물질의 누출에 의한 것들이 대부분이다. 예를 들면, 저장탱크나 파이프의 균열에 의해 발생한 구멍이나 틈과 플랜지(flange), 펌프, 밸브, 그 밖의 다양한 원인에 의해 물질이 누출된다. 이러한 물질누출과정을 정확하게 묘사할 수 있는 모델이 누출원 모델이다. 이 모델은 물질누출속도, 총 방출량, 방출된 물질의 물리적인 상태와 함께 사고의 과정을 결정하는데 중요한 정보를 제공한다. 또한, 새로운 공정을 설계하고, 공정을 향상시키고, 운전중인 공정의 안전성 향상을 위해 중요한 정보를 제공한다. 누출원 모델은 물질의 방출과정에서 발생하는 물리화학적인 공정을 묘사하기 위해 기본식과 경험식으로 구성된다. 비교적 공정이 복잡한 공장에서는 물질의 누출과정을 묘사하기 위해 많은 누출원 모델이 필요하게 된다. 이 모델을 특정한 상황에 적용시키기 위해서는 원래의 모델을 수정·개발시켜야만 한다. 물질에 대한 물리적 성질이 정확하게 밝혀져 있지 않거나 공정 자체에 대한 완벽한 이해가 수반되지 않는 경우에 모델에 대한 결과는 단지 예측치에 불과한 경우가 누출항 많다. 이러한 불확실성이 존재한다면 누출속도와 양을 최대로 하는 파라미터가 선택되어야 하며, 이러한 선택은 공정설계에 안정성을 부여한다. 방출 메커니즘은 크게 큰 구멍에 의한 누출과 한정된 구멍에 의한 누출로 분류된다. 전자의 경우 공정 구성요소 내에 큰 구멍이 발생하며, 그 예로 저장탱크의 과압이나 폭발의 경우를 들 수 있다. 후자의 경우에는 물질이 매우 느린 속도로 방출되기 때문에 역류상태가 영향을 미치지 못하며 예를 들면 탱크나 파이프에 생긴 구멍이나 틈과 플랜지, 밸브, 펌프 그리고 파열된 파이프의 틈새를 통해 분출되는 경우이다. 물질의 물리적 상태도 방출 메커니즘에 영향을 미치는 인자이다. 탱크에 저장된 가스나 증기의 경우에는 누출형태가 가스나 증기분출의 형태로 발생한다. 액체의 경우에는 탱크에서 지면 아래 방향으로 새어 나오는 누출형태를 나타낸다. 자주 사용되는 기본적인 몇 가지 누출원 모델은 다음과 같다.

2. 탱크에 생긴 구멍을 통한 액체의 흐름

3. 파이프를 통한 액체의 흐름

4. 구멍을 통한 증기의 흐름

5. 파이프를 통한 증기의 흐름

6. 플래싱 액체

7. 액체 풀(pool)에서의 증발이나 끓음