Condiciones Previas
Las condiciones bajo las que se realizaría la prueba habían sido acordadas antes del turno diurno del 25 de abril. Los empleados del turno diurno habían sido instruidos de antemano y estaban familiarizados con los procedimientos. Un equipo especial de ingenieros eléctricos se encontraba presente para probar el nuevo sistema de regulación de voltaje. A la 01:06 de la mañana comenzó la reducción programada de potencia, llegando al 50 % de su capacidad para el comienzo del turno diurno.
En este momento, otra planta de energía regional quedó inesperadamente fuera de línea, y el controlador de la red eléctrica en Kiev solicitó detener la reducción de la producción eléctrica de Chernóbil, ya que debía satisfacer la demanda pico de la tarde. El director de Chernóbil estuvo de acuerdo y aplazó la prueba. A pesar de este retraso, los preparativos para la prueba que no afectaran a la potencia del reactor se llevaron a cabo, incluyendo la desactivación del sistema de emergencia de enfriamiento del núcleo, destinado a proporcionar agua a la central en caso de una pérdida de refrigerante. Teniendo en cuenta los otros acontecimientos que se desarrollaron, la influencia que el sistema pudiera haber tenido hubiera sido muy limitada, pero su inhabilitación como un paso «de rutina» es una ilustración de la inherente falta de atención a la seguridad para esta prueba. Además, de haberse apagado el reactor durante el día, como estaba previsto, es posible que se hubiera tenido más preparación antes de la prueba.
A las 23:04, el controlador de la red de Kiev permitió reanudar la reducción de potencia. Este retraso tuvo graves consecuencias: los empleados del turno diurno se habían ido hacía bastante tiempo, y el turno vespertino también se disponía a salir. El turno nocturno no se haría cargo hasta la medianoche. Según el plan, la prueba debería haber sido terminada durante el turno diurno, y el turno nocturno solo habría tenido que monitorear el calor remanente.
El turno nocturno disponía de muy poco tiempo para llevar a cabo el experimento, y durante el cambio de turno se redujo la potencia aún más. Alexandr Akimov era el jefe del turno nocturno y Leonid Toptunov era el encargado del régimen operacional del reactor.
El programa establecía una reducción de potencia del reactor 4 a un nivel de entre 700 y 1000 MWt, al que se llegó a las 00:05 del 26 de abril. Sin embargo, debido a la producción natural de xenón, un gas muy absorbente de neutrones, la potencia continuó disminuyendo, aun sin acción por parte del operador, un proceso conocido como «envenenamiento por xenón».
Con la potencia sobre los 500 MWt, Toptunov insertó por error las barras de control demasiado rápido. Esta combinación de factores provocó que la potencia cayera a 30 MWt, alrededor del 5 % de la estipulada como segura para el experimento. El personal de la sala de control decidió aumentar la potencia desactivando el sistema automático que movía las barras de control y elevándolas manualmente hasta el tope.13 Tras varios minutos, la potencia se estabilizó a 160-200 MWt. La caída inicial, sumada al funcionamiento a un nivel por debajo de los 200 MWt, condujo al envenenamiento por xenón. Esto impidió aumentar la potencia y, para contrarrestarlo, se debieron extraer más barras de control.
El funcionamiento a baja potencia y la presencia de Xe fueron acompañados por inestabilidad en la temperatura del núcleo, el flujo de refrigerante y, posiblemente, por inestabilidad en el flujo de neutrones, lo que disparó las alarmas. La sala de control recibió múltiples señales de emergencia relacionadas con los niveles de los separadores de agua y vapor, a variaciones en la tasa de caudal de la alimentación de agua y a válvulas de alivio que se habían abierto para desviar vapor excesivo al condensador de una turbina. Entre las 00:35 y las 00:45, las alarmas sobre los parámetros termohidráulicos fueron ignoradas, aparentemente con el objetivo de mantener el nivel de potencia.
Cuando finalmente se logró el nivel de potencia de 200 MWt, se reanudó la preparación para el experimento. Como parte del plan, a la 01:05 se activaron bombas de agua adicionales, aumentando el caudal de agua. El incremento de la tasa de flujo de refrigerante a través del reactor produjo un aumento de la temperatura del refrigerante en la entrada del núcleo del reactor (el refrigerante ya no tiene tiempo suficiente para liberar su calor en la turbina y torres de refrigeración), que ahora se aproximó más a la temperatura de ebullición nucleada del agua, reduciendo el margen de seguridad.
El caudal excedió el límite permitido a la 01:19, haciendo saltar una alarma de baja presión de vapor en los separadores. Simultáneamente, el flujo de agua adicional disminuyó la temperatura general del núcleo y redujo los huecos de vapor existentes en el núcleo y los separadores de vapor. Dado que el agua puede absorber débilmente los neutrones —y la mayor densidad del agua líquida la convierte en un mejor absorbente que el vapor—, encender las bombas adicionales disminuyó aún más la potencia del reactor. Los operadores respondieron apagando dos de las bombas de circulación para reducir el caudal de alimentación de agua para aumentar la presión de vapor, y removiendo manualmente aún más barras de control para mantener la potencia.
Todas estas acciones llevaron a una configuración del reactor extremadamente inestable. De las 211 barras de control que tenía el reactor, casi todas fueron retiradas manualmente, todas menos 8 del mínimo de 30 barras de accionamiento manual que debían permanecer totalmente insertadas para controlar el reactor incluso en el caso de una pérdida de refrigerante.15 Si bien el apagado de emergencia aún podía ser activado manualmente a través del botón AZ-5 («Defensa de Emergencia Rápida 5»), el sistema automático que podía hacer lo mismo había sido inhabilitado para mantener el nivel de potencia. Estas acciones constituyeron graves violaciones al Reglamento de Seguridad Nuclear de la Unión Soviética. Además, el bombeo de refrigerante al reactor se había reducido, de modo que cualquier excursión de potencia herviría el agua, lo que reduciría su absorción de neutrones. El reactor se encontraba en una configuración inestable que estaba claramente fuera de los márgenes de funcionamiento seguro establecido por los diseñadores. Si por cualquier motivo entraba en supercriticidad, no sería capaz de recuperarse de forma automática.
