มีสองคำอธิบายอย่างเป็นทางการของการเกิดอุบัติเหตุ

การผิดพลาดของผู้ควบคุมเครื่อง

คำอธิบายอย่างเป็นทางการครั้งแรกของการเกิดอุบัติเหตุ ซึ่งต่อมาได้รับการยอมรับว่าเป็นความผิดพลาด ถูกตีพิมพ์ในเดือนสิงหาคมปี 1986 มันตำหนิผู้ควบคุมเครื่องของโรงไฟฟ้​​า เพื่อตรวจสอบสาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุ IAEA ได้ตั้งกลุ่มที่เรียกว่ากลุ่มที่ปรึกษาเกี่ยวกับความปลอดภัยนิวเคลียร์ระหว่างประเทศ (INSAG) ซึ่งในรายงานของกลุ่มนี้ในปี 1986 INSAG-1 โดยรวมยังสนับสนุนมุมมองนี้เช่นกัน โดยขึ้นอยู่กับข้อมูลที่จัดให้โดยโซเวียตและจากคำบอกเล่าจากปากของผู้เชี่ยวชาญ[82] ในมุมมองนี้ การเกิดอุบัติเหตุแบบภัยพิบัติมีสาเหตุมาจากการละเมิดขั้นต้นของกฎและระเบียบในการดำเนินงาน "ในระหว่างการเตรียมความพร้อมและการทดสอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันภายใต้เงื่อนไขลดความเร็วโดยใช้โหลดเสริม บุคลากรตัดการเชื่อมต่อชุดของระบบการป้องกันทางด้านเทคนิคและการละเมิดบทบัญญัติความปลอดภัยในการปฏิบัติงานที่สำคัญที่สุดสำหรับการดำเนินการการฝึกฝนทางเทคนิค"[83]:311

ความผิดพลาดของผู้ควบคุมเครื่องอาจจะเกิดจากการขาดความรู้ด้านฟิสิกส์ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และวิศวกรรมนิวเคลียร์ รวมทั้งการขาดประสบการณ์และการฝึกอบรม ตามข้อกล่าวหาเหล่านี้ ในช่วงเวลาของการเกิดอุบัติเหตุ เครื่องปฏิกรณ์ดำเนินการในขณะที่ระบบความปลอดภัยที่สำคัญหลายอย่างถูกปิด ที่สะดุดตาที่สุดได้แก่ระบบทำความเย็นแกนฉุกเฉิน (ECCS) LAR (ระบบควบคุมอัตโนมัติท้องถิ่น) และ AZ (ระบบลดพลังงานฉุกเฉิน) บุคลากรมีความเข้าใจไม่เพียงพอในรายละเอียดของขั้นตอนทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และเจตนาที่จะละเว้นข้อบังคับของการเสร็จสิ้นการทดสอบความเร็ว[83]

นักพัฒนาของโรงปฏิกรณ์พิจารณาว่าการรวมกันของหลายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นนี้เป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้มีการสร้างระบบการป้องกันเหตุฉุกเฉินที่มีความสามารถในการป้องกันการรวมกันของหลายเหตุการณ์ที่นำไปสู่​​วิกฤต เหตุการณ์นั้นคือการปิดการใช้งานอย่างตั้งใจของอุปกรณ์ป้องกันฉุกเฉินรวมกับการละเมิดของขั้นตอนการดำเนินงาน ดังนั้นสาเหตุหลักของการเกิดอุบัติเหตุคือการรวมกันที่ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งของการละเมิดกฎบวกกับงานประจำของการดำเนินงานที่ยอมให้เกิดโดยเจ้าหน้าที่โรงไฟฟ้า[83]:312

ในการวิเคราะห์สาเหตุของอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นนี้ ข้อบกพร่องหลายอย่างในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์และในกฎระเบียบของการดำเนินงานที่ทำให้เกิดอุบัติเหตุถูกแยกไว้ต่างหากและถูกกล่าวถึงอย่างไม่เป็นทางการเท่านั้น ข้อสังเกตที่วิกฤตอย่างจริงจังครอบคลุมเพียงแค่เป็นคำถามทั่วไปเท่านั้นและไม่ได้พูดถึงเหตุผลที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการเกิดอุบัติเหตุ ภาพทั่วไปที่ตามมาเกิดขึ้นจากการสังเกตเหล่านี้ ความผิดปกติเกี่ยวกับขั้นตอนหลายอย่างยังช่วยทำให้เกิดอุบัติเหตุอีกด้วย หนึ่งในนั้นก็คือการสื่อสารที่ไม่เพียงพอระหว่างเจ้าหน้าที่ความปลอดภัยและผู้ควบคุมเครื่องที่รับผิดชอบในการทดสอบที่กำลังดำเนินไปในคืนนั้น

ผู้ควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ได้ปิดระบบความปลอดภัยลงไปจนถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งการทดสอบกำลังดำเนินการอยู่ คอมพิวเตอร์กระบวนการหลัก-SKALA กำลังทำงานในลักษณะที่ว่าคอมพิวเตอร์ควบคุมหลักจะไม่สามารถปิดเครื่องปฏิกรณ์หรือแม้กระทั่งลดระดับพลังงาน ปกติแล้วเครื่องปฏิกรณ์ควรจะเริ่มต้นการเสียบแท่งควบคุมทั้งหมด เช่นเดียวกันคอมพิวเตอร์ก็ควรจะเริ่มต้น "ระบบป้องกันแกนฉุกเฉิน" ที่เสียบ 24 แท่งควบคุมเข้าไปในโซนที่ใช้งานภายใน 2.5 วินาที ซึ่งยังคงช้าตามมาตรฐานปี 1986 การควบคุมทั้งหมดถูกย้ายจากกระบวนการของคอมพิวเตอร์ไปยังผู้ควบคุมเครื่องที่เป็นมนุษย์

ในเรื่องของการปลดการเชื่อมต่อของระบบความปลอดภัย Valery Legasov กล่าวในปี 1987 ว่า "(มัน)เป็นเหมือนกับนักบินของเครื่องบินทำการทดลองกับเครื่องยนต์ในระหว่างการบิน"[55]

มุมมองนี้จะสะท้อนให้เห็นในสื่อสิ่งพิมพ์หลายฉบับและในงานศิลปะในแนวความคิดของอุบัติเหตุเชียร์โนบีลที่ปรากฏทันทีหลังจากที่เกิดอุบัติเหตุ[26] และยังคงโดดเด่นเป็นเวลานานในจิตสำนึกของประชาชนและในสื่อสิ่งพิมพ์ที่เป็นที่นิยม

ข้อบกพร่องที่พบในคู่มือการใช้งานและการออกแบบ

ห้องโถงปฏิกรณ์หมายเลข 1 โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เชียร์โนบีล ยูเครนแผนภาพที่เรียบง่ายของความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการออกแบบของเครื่องปฏิกรณ์แบบ RBMK ของเชียร์โนบีลกับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา (LWR) ที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่พบมากที่สุด 1. การใช้ตัวหน่วงนิวตรอนที่ทำด้วยกราไฟท์ในเครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ 2. ค่าสัมประสิทธิ์โมฆะของไอน้ำเชิงบวกที่ทำให้เกิดการปั่นป่วนของพลังงานซึ่งระเบิดตัวเครื่องปฏิกรณ์ 3. แท่งควบคุมเคลื่อนที่ช้ามาก ใช้เวลา 18-20 วินาทีเพื่อที่จะทำงานได้ ด้วยแท่งควบคุมที่มีปลายเป็นกราไฟท์เพื่อเป็นตัวหน่วง ดังนั้นอัตราการฟิชชันจึงเพิ่มขึ้นในจุดเริ่มต้นของการเสียบแท่งควบคุม 4. ไม่มีอาคารบรรจุที่ทำด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก[32][84][85]ไฟล์:Ejected graphite from Chernobyl core.jpgก้อนกราไฟท์จากตัวหน่วงที่พุ่งออกมาจากแกน ก้อนที่ใหญ่ที่สุดแสดงให้เห็นถึงช่องใส่ก้านควบคุมที่ยังอยู่ในสภาพเดิม

ในปี 1991 กรรมการคนหนึ่งของคณะกรรมการแห่งรัฐสหภาพโซเวียตเพื่อการกำกับดูแลด้านความปลอดภัยในอุตสาหกรรมและการไฟฟ้านิวเคลียร์ได้มีการประเมินใหม่ถึงสาเหตุและสถานการณ์ของการเกิดอุบัติเหตุเชียร์โนบีลและได้มาซึ่งข้อมูลเชิงลึกใหม่และข้อสรุป บนพื้นฐานของมัน ในปี 1992 กลุ่มที่ปรึกษาด้านความปลอดภัยนิวเคลียร์ของ IAEA (INSAG) ได้ตีพิมพ์รายงานเพิ่มเติม INSAG-7[30] ซึ่งตรวจสอบ "ส่วนหนึ่งของรายงาน INSAG-1 ในที่ซึ่งความสนใจหลักได้ให้สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุ" และได้รวมเข้ากับรายงานของสำนักงานคณะกรรมการกำกับรัฐสหภาพโซเวียตตามภาคผนวกที่หนึ่ง[30]

ตามรายงานของ INSAG ส่วนใหญ่ของข้อกล่าวหาก่อนหน้านี้ได้กล่าวหาพนักงานว่าละเมิดกฎระเบียบชึ่งเป็นที่รับรู้ว่าอาจเป็นการผิดพลาด บนพื้นฐานของข้อมูลที่ได้รับในเดือนสิงหาคมปี 1986 ที่ไม่ถูกต้อง หรือการละเมิดกฎระเบียบเกี่ยวข้องกับการเกิดอุบัติเหตุน้อยมาก รายงานนี้สะท้อนให้เห็นถึงมุมมองอื่นของเหตุผลหลักสำหรับการเกิดอุบัติเหตุที่นำเสนอในภาคผนวกที่หนึ่ง ตามหัวข้อนี้การกระทำของผู้ควบคุมเครื่องในการปิดฉุกเฉินระบบทำความเย็นของแกน มีการรบกวนการตั้งค่าของอุปกรณ์ป้องกันและการปิดกั้นระดับและความดันในถังแยก (อังกฤษ: separator drum) การกระทำเหล่านี้ไม่ได้นำไปสู่​​สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุแต่แรกและขนาดของอุบัติเหตุ ถึงแม้ว่าพวกมันอาจเป็นการละเมิดกฎระเบียบก็ตาม การปิดระบบฉุกเฉินถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันทั้งสองเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไม่ให้มันหยุดและไม่ได้เป็นการละเมิดกฎระเบียบ[30]

ปัจจัยที่เป็นมนุษย์มีส่วนในการสร้างเงื่อนไขที่นำไปสู่​​การเกิดภัยพิบัติ ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงการเดินเครื่องปฏิกรณ์ในระดับพลังงานที่ต่ำ คือต่ำกว่า 700 MW ซึ่งเป็นระดับที่มีการบันทึกไว้ในโปรแกรมการทดสอบเรื่องการลดความเร็ว และการดำเนินงานที่มีขนาดเล็กของส่วนต่างของปฏิกิริยาการดำเนินงาน (อังกฤษ: operational reactivity margin (ORM)) แม้จะมีการยืนยันของผู้เชี่ยวชาญโซเวียตในปี 1986 กฎระเบียบนั้นไม่ได้ห้ามการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์ที่ระดับพลังงานต่ำนี้[30]:18

อย่างไรก็ตาม กฎระเบียบได้มีการห้ามการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์ที่ความต่างเล็ก ๆ ของการเกิดปฏิกิริยา แต่ "การศึกษาหลังอุบัติเหตุได้แสดงให้เห็นว่าวิธีการที่บทบาทที่แท้จริงของ ORM ที่สะท้อนให้เห็นในขั้นตอนการปฏิบัติและเอกสารการออกแบบสำหรับ RBMK-1000 มีความขัดแย้งกันอย่างมาก" และนอกจากนี้ "ORM ก็ไม่ได้มีการปฏิบัติในฐานะที่เป็นขีดจำกัดด้านความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน การละเมิด ORM อาจนำไปสู่​​การเกิดอุบัติเหตุได้"[30]:34–25

ตามรายงานของ INSAG-7, หัวหน้าได้ให้เหตุผลสำหรับการเกิดอุบัติเหตุว่าเป็นความแปลกประหลาดของฟิสิกส์และในการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ เหตุผลดังกล่าวมีสองประการดังนี้: [30]:18

• เครื่องปฏิกรณ์มีค่าสัมประสิทธิ์โมฆะของการเกิดปฏิกิริยา (อังกฤษ: void coefficient of reactivity) เชิงบวกขนาดใหญ่ที่เป็นอันตราย ค่าสัมประสิทธิ์โมฆะเป็นการวัดวิธีการที่เครื่องปฏิกรณ์ตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นของการก่อตัวเป็นไอน้ำในน้ำหล่อเย็น ส่วนใหญ่ของการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์อื่น ๆ จะมีค่าสัมประสิทธิ์เป็นเชิงลบ นั่นคืออัตราการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์จะช้าเมื่อฟองไอน้ำก่อตัวในน้ำหล่อเย็น เนื่องจากเมื่อไอในเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มขึ้น จะมีนิวตรอนจำนวนไม่มากชะลอตัวลง นิวตรอนที่เร็วกว่าก็มีโอกาสที่จะแยกอะตอมยูเรเนียมได้น้อย ดังนั้นเครื่องปฏิกรณ์จะผลิตพลังงานน้อยลง (เป็น negative feedback) อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ RBMK ของเชียร์โนบีลใช้แท่งกราไฟท์แข็งเป็นตัวหน่วงนิวตรอน (อังกฤษ: neutron moderator) เพื่อชะลอนิวตรอนและน้ำที่อยู่ในนั้นให้ช้าลง ในทางตรงกันข้าม มันทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำที่ดูดซับนิวตรอนที่เป็นอันตราย ดังนั้นนิวตรอนจะถูกทำให้ชะลอตัวลงแม้ว่าไอน้ำถูกเป่าให้เป็นฟองอากาศในน้ำ นอกจากนี้เนื่องจากไอน้ำดูดซับนิวตรอนได้น้อยกว่าน้ำเป็นอย่างมาก การเพิ่มขึ้นของความเข้มขึ้นของการกลายเป็นไอหมายความว่ามีนิวตรอนที่จะสามารถแยกอะตอมของยูเรเนียมได้มากขึ้น ทำให้พลังงานส่งออกของเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์นี้ทำให้การออกแบบของ RBMK ไม่แน่นอนอย่างมากที่ระดับพลังงานต่ำ และมีแนวโน้มที่จะมีการผลิตพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างกระทันหันจนอยู่ในระดับที่เป็นอันตราย พฤฒิกรรมนี้เป็นแบบค้านกับธรรมชาติ (อังกฤษ: counter-intuitive) และคุณสมบัติของเครื่องปฏิกรณ์แบบนี้เป็นสิ่งที่เจ้าหน้าที่ไม่รู้จัก
• ข้อบกพร่องอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นอย่างหนึ่งคือการออกแบบของแท่งควบคุมที่จะถูกเสียบเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อที่จะชะลอการเกิดปฏิกิริยา ในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์แบบ RBMK ส่วนล่างของแต่ละแท่งควบคุมถูกทำจากกราไฟท์และสั้นกว่าที่จำเป็น 1.3 เมตร และในที่ว่างที่อยู่ใต้แท่งเหล่านั้นเ​​ป็นช่องกลวงที่เต็มไปด้วยน้ำ ส่วนบนของแท่ง ซึ่งเป็นส่วนการทำงานจริงที่ดูดซับนิวตรอนและหยุดปฏิกิริยา ถูกทำจากโบรอนคาร์ไบด์ ด้วยการออกแบบแบบนี้ เมื่อแท่งเหล่านั้นถูกเสียบเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์จากตำแหน่งบนสุด

ส่วนที่เป็นกราไฟท์เริ่มจะแทนที่น้ำบางส่วน (ซึ่งน้ำนั้นดูดซับนิวตรอนตามที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น) ส่งผลให้นิวตรอนน้อยลงจะถูกดูดซึมในตอนแรก ดังนั้นสำหรับไม่กี่วินาทีแรกของการใช้งานก้านควบคุม การส่งออกพลังงานเครื่องปฏิกรณ์จะเพิ่มขึ้น แทนที่จะลดลงตามที่ต้องการ ลักษณะการทำงานนี้เป็นแบบค้านธรรมชาติและผู้ควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ไม่รู้จัก

• ข้อบกพร่องอื่น ๆ นอกเหนือจากนี้ถูกตั้งข้อสังเกตในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ RBMK-1000 เช่นเดียวกับสิ่งที่ไม่สอดคล้องกับมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับและสิ่งที่เป็นความต้องการด้านความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

การวิเคราะห์มุมมอง

มุมมองทั้งสองอย่างถูกนำไปชักชวนอย่างมากจากกลุ่มต่าง ๆ รวมทั้งนักออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ บุคลากรของโรงไฟฟ้​​า และรัฐบาลของโซเวียตและของยูเครน ตามการวิเคราะห์ของ IAEA ในปี 1986 สาเหตุหลักของการเกิดอุบัติเหตุคือการปฏิบัติของผู้ควบคุมเครื่อง แต่ตามการวิเคราะห์ฉบับปรับปรุงของ IAEA ปี 1993 สาเหตุหลักคือการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ฯ[86] เหตุผลหนึ่งที่มีมุมมองที่ขัดแย้งดังกล่าวและการอภิปรายมากเกี่ยวกับสาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุเชียร์โนบีลก็คือข้อมูลหลักที่ครอบคลุมภัยพิบัติ ตามที่ได้รับการบันทึกโดยเครื่องมือและเซ็นเซอร์ ยังไม่ได้รับการตีพิมพ์อย่างสมบูรณ์ในแหล่งที่มาอย่างเป็นทางการ

อีกครั้งหนึ่ง ปัจจัยมนุษย์จะต้องได้รับการพิจารณาว่าเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในการก่อให้เกิดอุบัติเหตุ INSAG ตั้งข้อสังเกตว่าทั้งกฎระเบียบของการดำเนินงานและพนักงานได้จัดการการปิดการใช้งานระบบการป้องกันเครื่องปฏิกรณ์ได้อย่างง่ายดายพอเพียง: เป็นสักขีพยานในระยะเวลาซึ่ง ECCS ไม่ทำงานในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์ได้รับการดำเนินการที่พลังงานครึ่งเดียว มุมมองของ INSAG คือความเบี่ยงเบนไปจากโปรแกรมการทดสอบของทีมงานปฏิบัติควรจะต้องถูกตำหนิเป็นส่วนใหญ่ "การเปลี่ยนแปลงที่น่าตำหนิและไม่ได้รับการอนุมัติส่วนใหญ่ในขั้นตอนการทดสอบมีการกระทำอย่างจงใจ แม้จะรู้ว่าโรงไฟฟ้าจะอยู่ในสภาพที่แตกต่างจากที่ตั้งใจไว้สำหรับการทดสอบ"[30]:24

เหมือนอย่างในรายงานของ INSAG-1 ที่ออกมาก่อนหน้านี้ ความสนใจอย่างใกล้ชิดอยู่ในรายงาน INSAG-7 ที่ "วัฒนธรรมความปลอดภัย" (ในขณะที่เกิดอุบัติเหตุ) ในทุกระดับยังไม่เพียงพอ ความบกพร่องในวัฒนธรรมความปลอดภัยโดยธรรมชาติไม่เพียงแต่ในขั้นตอนการดำเนินงานเท่านั้น แต่ยัง และมีขอบเขตไม่น้อย ระหว่างการทำกิจกรรมในขั้นตอนอื่น ๆ ในช่วงชีวิตของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ (รวมถึงการออกแบบ การวิศวกรรม การก่อสร้าง การผลิต, และการควบคุม) คุณภาพที่ไม่ดีของขั้นตอนการปฏิบัติการและคำแนะนำและตัวอักษรที่ขัดแย้งกันของพวกมัน ได้วางภาระหนักให้กับทีมงานผู้ปฏิบัติ รวมทั้งหัวหน้าวิศวกร "อุบัติเหตุอาจกล่าวได้ว่าได้มีการไหลจากวัฒนธรรมความปลอดภัยที่บกพร่อง ไม่เพียงแต่ที่โรงไฟฟ้าเชียร์โนบีลเท่านั้น แต่ตลอดการออกแบบ การดำเนินงาน และองค์กรกฎระเบียบของโซเวียตสำหรับพลังงานนิวเคลียร์ที่มีอยู่ในเวลานั้น"[30]:24