Thảm họa Chernobyl
Diễn biến vụ tai nạn > Các sự kiện

Ngày 25 tháng 4 năm 1986, lò phản ứng số 4 được dự định dừng hoạt động cho công việc bảo dưỡng thông thường. Và vì thế, người ta đã muốn tận dụng cơ hội này để thử nghiệm khả năng tua bin phát điện của lò vẫn cấp đủ điện cho hệ thống an toàn của lò phản ứng (đặc biệt là các bơm nước) trong trường hợp nhà máy bị cắt nguồn điện từ bên ngoài. Các lò phản ứng như kiểu Chernobyl có hai máy phát điện diesel luôn để dự phòng, nhưng chúng không thể hoạt động ngay lập tức, vì thế lò phản ứng được dùng để phát động tua bin, tới khi tua bin có thể cắt khỏi lò phản ứng và tự chạy theo lực quay quán tính của nó, và mục đích của việc thử nghiệm này là kiểm tra xem các tua bin khi đang ở tình trạng chạy theo quán tính có thể cung cấp đủ điện cho các máy bơm hay không trong khi khởi động các máy phát điện dự phòng. Cuộc thử nghiệm này trước đó từng thành công ở một lò phản ứng khác (với đầy đủ mọi quy chuẩn an toàn) và dòng xuất là âm (có nghĩa là, các tua bin phát ra đủ điện trong tình trạng chạy theo quán tính để cung cấp cho các máy bơm), nhưng những cải tiến thêm đã được thực hiện để các tua bin có thể cung cấp đủ năng lượng cho một kiểm nghiệm khác.
Công suất của lò phản ứng Chernobyl-4 được giảm từ mức thông thường 3.200 MW nhiệt xuống 1.000 MW nhiệt để có thể tiến hành thử nghiệm ở mức độ năng lượng thấp hơn và an toàn hơn. Tuy nhiên, vì có sự chậm trễ trong quá trình thử nghiệm thực tế và lỗi của những người điều hành nên công suất đã giảm xuống quá nhanh, và công suất thực tế giảm xuống còn 30 MW nhiệt. Vì thế, sự tập trung sản phẩm chất thành tạo hạt nhân xenon-135 tăng lên (sản phẩm này thường chỉ được dùng trong lò phản ứng hạt nhân ở những điều kiện phát năng lượng lớn). Dù tỷ lệ giảm năng lượng gần tới mức tối đa do các quy định an toàn đề ra, những người điều hành lại không ngừng hoạt động của lò mà tiếp tục thực nghiệm. Hơn nữa, họ đã quyết định ‘làm tắt’ cuộc thực nghiệm và chỉ tăng công suất lên 200 MW. Nhằm thoát khỏi tình trạng hấp thụ hạt nhân dư thừa xenon-135, các thanh điều khiển được kéo ra khỏi lò nhiều hơn so với mức cho phép trong các quy định an toàn. Lúc 1:05 sáng ngày 26 tháng 4, như một phần thực nghiệm, các máy bơm nước được dẫn động bằng máy phát tua bin được bật lên; dòng nước do chúng tạo ra vượt quá mức các quy định an toàn cho phép. Dòng nước tăng lên lúc 1:19 sáng—bởi vì nước cũng hấp thu neutron, nó càng làm tăng dòng nước cần thiết để có thể kéo các thanh điều khiển ra một cách thủ công, tạo ra một tình trạng hoạt động rất không ổn định và nguy hiểm. Luồng hơi phóng xạ được tạo ra ngay sau vụ nổ ban đầu, bằng chứng ở đây là do nhiệt phân hủy. Những mái che lớn của tuabin bị hư hỏng nặng (giữa ảnh). Nóc nhà của lò phản ứng 3 liền kề (phía dưới bên trái) cho thấy có đám cháy nhẹ. Lúc 1:23:04 sáng, cuộc thực nghiệm bắt đầu. Tình trạng không ổn định của lò không hề được thể hiện theo bất kỳ cách nào trên thanh điều khiển, và có lẽ không một ai trong đội điều hành biết rõ hoàn toàn về mức độ nguy hiểm. Điện cấp cho các máy bơm nước bị ngắt, và khi chúng đang chạy nhờ vào máy phát điện tua bin chạy theo quán tính, dòng nước bơm giảm đi. Tua bin bị ngắt khỏi lò phản ứng, làm tăng lượng hơi trong lõi lò. Khi nước làm mát nóng lên, các bong bóng hơi hình thành bên trong dòng nước làm mát. Thiết kế đặc biệt điều khiển phản ứng bằng graphit của lò RBMK ở Chernobyl có hệ số trống dương rất lớn, có nghĩa là năng lượng của lò phản ứng tăng lên nhanh chóng khi không có hiệu ứng hấp thu neutron của nước, và trong trường hợp đó, hoạt động của lò phản ứng dần trở nên bất ổn định và nguy hiểm. Lúc 1:23:45 sáng, những người điều hành ấn nút AZ-5 ("Bảo vệ nguy hiểm khẩn cấp 5") điều khiển một "SCRAM" — một thiết bị ngắt của lò phản ứng, đưa toàn bộ các thanh điều khiển, gồm cả các thanh điều khiển vận hành thủ công vốn đã được rút ra một cách khinh suất từ trước vào trong lò phản ứng. Vẫn chưa biết rõ liệu đây có phải là một hành động phản ứng khẩn cấp, hay nó chỉ đơn giản là một biện pháp thông thường để ngắt lò phản ứng khi đã hoàn thành một thực nghiệm (lò phản ứng đã được định giờ ngắt cho bảo dưỡng thông thường). Thường mọi người cho rằng SCRAM được dùng để đối phó với trường hợp tăng năng lượng quá nhanh. Mặt khác, Anatoly Dyatlov, là kỹ sư trưởng nhà máy điện nguyên tử Chernobyl khi xảy ra tai nạn, đã viết trong cuốn sách của ông:
| 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- |
| “ | "Trước 01:23:40, những hệ thống kiểm soát trung tâm... không ghi nhận bất kỳ thay đổi thông số nào cho thấy cần thiết phải sử dụng SCRAM. Hội đồng... đã thu thập và phân tích rất nhiều số liệu và, như đã được chỉ ra trong bản báo cáo của họ, không thể xác định lý do tại sao những người điều hành lại sử dụng SCRAM. Không cần thiết phải biết được lý do đó. Lò phản ứng đơn giản là được ngắt khi thực nghiệm đã hoàn thành."  | ” |
Vì tốc độ chậm chạp của cơ cấu đưa thanh điều khiển vào trong (18–20 giây để hoàn thành), những đầu rỗng của các thanh và sự chiếm chỗ tạm thời của nước làm mát, SCRAM làm cho mức độ phản ứng tăng lên. Năng lượng được sản xuất ra tăng lên gây ra biến dạng đường dẫn thanh điều khiển. Các thanh điều khiển bị tắc lại sau khi mới chỉ được đưa vào trong một phần ba, và vì thế không thể dừng phản ứng lại được. Lúc 1:23:45 lò phản ứng nhảy lên mức 30 GW, gấp mười lần công suất hoạt động thông thường. Các thanh nhiên liệu bắt đầu chảy ra và áp lực hơi nhanh chóng tăng lên gây ra một vụ nổ hơi lớn, làm bắn tung và phá huỷ nắp lò phản ứng, làm vỡ các ống dẫn nước làm mát và sau đó thổi bay một mảng trần.
Để giảm giá thành xây dựng và vì kích cỡ to lớn của lò phản ứng, nó chỉ được xây dựng tường chắn một phần. Điều này làm cho chất ô nhiễm phóng xạ thoát ra ngoài không khí sau khi vụ nổ thổi bay lớp vỏ đầu tiên. Sau đó, một phần mái sụp xuống, oxy tràn vào — cộng với nhiệt độ cực cao của nhiên liệu lò phản ứng và graphit của bộ phận điều tiết — gây cháy graphit. Đám cháy này góp phần lớn vào sự lan tràn nhiên liệu phóng xạ và các nguyên tố gây ô nhiễm ra các vùng xung quanh.
Có một số mâu thuẫn về những sự kiện chính xác đã xảy ra sau 1:22:30 (theo giờ địa phương) vì có sự trái ngược giữa những lời kể của nhân chứng và những thông tin lưu trữ của nhà máy. Giả thuyết được chấp nhận rộng rãi là những sự kiện được liệt kê ở trên. Theo giả thuyết này, vụ nổ đầu tiên xảy ra vào khoảng 1:23:45, năm giây sau khi những người vận hành lò phản ứng kích hoạt "SCRAM". Thỉnh thoảng cũng có ý kiến cho rằng vụ nổ đã xảy ra ‘trước khi’ hay ngay lập tức sau khi vận hành SCRAM (đây cũng là quan điểm của Uỷ ban Xô viết điều tra vụ tai nạn). Sự phân biệt này là quan trọng, bởi vì nếu lò phản ứng đạt tới tình trạng tới hạn trong vài giây sau khi vận hành SCRAM, thì lý do có thể bị gán cho thiết kế của các thanh điều khiển, trong khi nếu vụ nổ xảy ra lúc vận hành SCRAM thì lỗi sẽ được quy cho những người điều hành. Quả thực, vụ nổ giống như với một trận động đất yếu, tương đương với cường độ của một trận động đất 2,5 độ, đã được ghi lại lúc 1:23:45 ở vùng Chernobyl. Tình hình càng phức tạp bởi sự thực là nút điều khiển đã được ấn nhiều hơn một lần, và người bấm nút đó đã chết hai tuần sau đó vì bị nhiễm độc phóng xạ.
Tháng 1, 1993, IAEA đưa ra một phân tích đã sửa đổi về tai nạn Chernobyl, cho rằng lý do chính của vụ này là thiết kế lò phản ứng chứ không phải lỗi của những người điều hành. Bản phân tích của IAEA năm 1986 đã cho rằng những hành động của những người điều hành là nguyên nhân chính gây ra tai nạn.