切尔诺贝利核反应堆的事故是在进行例行检修而将反应堆关闭对机电控制系统进行测试时发生的。操作人员违反安全条例，关闭了重要的控制系统，从而使反应堆达到不稳定的低功率状态。功率的突然增加造成了蒸汽爆炸，使反应堆容器发生破裂，从而进一步造成燃料/蒸汽剧烈的相互作用，使反应堆芯子遭到摧毁，并使反应堆建筑体遭受严重破坏。
值得注意的是，在此之前，1979年美利坚合众国的三哩岛反应堆事故也对反应堆芯子造成了破坏，但未发生蒸汽爆炸。然而，当时反应堆安全壳建筑体基本防止了泄漏，只有少量放射性气体泄漏出来。切尔诺贝利反应堆没有安全壳装置。在发生爆炸之后，石墨烈焰燃烧了10天。在这种状况下，发生了放射性物质的大规模泄漏。
事故中泄漏的放射性气体和粒子最初被风吹向西面和北面。在随后的几天中，风力来自四面八方。放射性核素的沉积主要受控于放射性积云通过时发生的降雨，从而使整个受灾地区受到照射的情况十分复杂而不统一。
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