切尔诺贝利的反应堆设计有一对柴油发电机作为备用电源，但柴油发电机无法立即启动。此时，反应堆将使用旋转涡轮作为其能源，涡轮将与反应堆分离，并在自身惯性下旋转。为了测试在柴油发电机未启动时，在功率降低阶段，涡轮机是否仍能充分供应能量给水泵。这种试验早前已在其他机组成功进行(所有安全电源均已启动)，但结果并不令人满意(汽轮机产生的功率不足以供应还原阶段的水泵功率)。
为了在更安全、更低功率的条件下进行试验，操作人员首先断开反应堆的安全系统，以确保安全系统不会因实验操作而自动触发。此时，切尔诺贝利4号反应堆的能量输出从正常功率的3200兆瓦(即兆瓦，以前称为320万千瓦)减少到700兆瓦。然而，在实验开始时，反应堆操作员将能量输出降低得太快，实际功率输出降至仅30兆瓦，导致裂变产物氙-135(将吸收中子)增加。虽然功率降低的速度接近安全规定允许的最大值，但操作人员仍然选择继续实验。实验决定将功率提高200兆瓦。为了克服剩余氙-135的中子吸收，操作员从反应堆中取出了安全条例中规定的控制棒数量。1986年4月26日凌晨1时05分，汽轮发电机带动的水泵启动，水流超过安全要求。凌晨1点19分，水流流速继续增大。由于水也吸收中子，当水流量进一步增加时，需要手动拆除控制棒来增加中子反应速率，这成为一种极其不稳定和危险的操作。当能量输出下降到规定的最小值以下时，工程师们选择拆除反应堆的控制棒，保留211根控制棒中的6根，以加快反应堆的运行速度。安全规定要求控制棒的最少数量为30根，但认为自己经验极其丰富的操作人员却深信6根控制棒就足够了，这才导致了这场悲剧。
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