На
25 апреля 1986 года была запланирована остановка 4-го энергоблока
Чернобыльской АЭС для очередного обслуживания. Было решено использовать
эту возможность для проведения ряда испытаний. Цель одного из них
заключалась в проверке проектного режима, предусматривающего
использование инерции турбины генератора (т. н. «выбега») для питания
систем реактора в случае потери внешнего электропитания.
Испытания
должны были проводиться на мощности 700 МВт, но из-за оплошности
оператора при снижении мощности, она упала до 30 МВт. Было решено не
поднимать мощность до запланированных 700 МВт и ограничиться 200 МВт.
При быстром снижении мощности, и последующей работе на уровне 30 – 200
МВт стало усиливаться отравление активной зоны реактора изотопом
ксенона-135 (см. «иодная яма»). Для того, чтобы поднять мощность, из
активной зоны была извлечена часть регулирующих стержней (см.
управление ядерным реактором).
После достижения 200 МВт были
включены дополнительные насосы, которые должны были служить нагрузкой
для генераторов во время эксперимента. Величина потока воды через
активную зону на некоторое время превысила допустимое значение. В это
время для поддержания мощности операторам пришлось ещё сильнее поднять
стержни. При этом, оперативный запас реактивности оказался ниже
разрешённой величины, но персонал реактора об этом не знал.
В
1:23:04 начался эксперимент. В этот момент никаких сигналов о
неисправностях или о нестабильном состоянии реактора не было. Из-за
снижения оборотов насосов, подключённых к «выбегающему» генератору и
положительного парового коэффициента реактивности (см. ниже) реактор
испытывал тенденцию к увеличению мощности (вводилась положительная
реактивность), однако система управления успешно этому
противодействовала. В 1:23:40 оператор нажал кнопку аварийной защиты.
Точная причина этого действия оператора неизвестна, существует мнение,
что это было сделано в ответ на быстрый рост мощности. Однако А. С.
Дятлов (заместитель главного инженера станции по эксплуатации,
находившийся в момент аварии в помещении пульта управления 4-м
энергоблоком) утверждает в своей книге, что это было предусмотрено
ранее на инструктаже и сделано в штатном (а не аварийном) режиме для
глушения реактора вместе с началом испытаний по выбегу турбины, после
того как стержни автоматического регулятора мощности подошли к низу
активной зоны. Системы контроля реактора также не зафиксировали роста
мощности вплоть до включения аварийной защиты.
Регулирующие и
аварийные стержни начали двигаться вниз, погружаясь в активную зону
реактора, но через несколько секунд тепловая мощность реактора скачком
выросла до неизвестно большой величины (мощность зашкалила по всем
измерительным приборам). Произошло два взрыва с интервалом в несколько
секунд, в результате которых реактор был разрушен. О точной
последовательности процессов, которые привели к взрывам, не существует
единого представления. Общепризнано, что сначала произошёл
неконтролируемый разгон реактора, в результате которого разрушились
несколько ТВЭЛ, и затем, вызванное этим нарушение герметичности
технологических каналов (см. РБМК), в которых эти ТВЭЛы находились. Пар
из повреждённых каналов пошёл в межканальное реакторное пространство. В
результате, там резко возросло давление, что вызвало отрыв и подъём
верхней плиты реактора, сквозь которую проходят все технологические
каналы. Это чисто механически привело к массовому разрушению каналов,
вскипанию одновременно во всем объёме активной зоны и выбросу пара
наружу — это был первый взрыв (паровой).
Относительно
дальнейшего протекания аварийного процесса и природы второго взрыва,
полностью разрушившего реактор, нет объективных зарегистрированных
данных и возможны только гипотезы. По одной из них, это был взрыв
химической природы, то есть взрыв водорода, который образовался в
реакторе при высокой температуре в результате пароциркониевой реакции и
ряда других процессов. По другой гипотезе, это взрыв ядерной
природы[5][6], то есть тепловой взрыв реактора в результате его разгона
на мгновенных нейтронах, вызванного полным обезвоживанием активной
зоны. Большой положительный паровой коэффициент реактивности делает
такую версию аварии вполне вероятной. Наконец, существует версия, что
второй взрыв — тоже паровой, то есть продолжение первого; по этой
версии все разрушения вызвал поток пара, выбросив из шахты значительную
часть графита и топлива. А пиротехнические эффекты в виде «фейерверка
вылетающих раскалённых и горящих фрагментов», которые наблюдали
очевидцы, это результат «возникновения пароциркониевой и других
химических экзотермических реакций»[
