Augenzeugen hatten damals berichtet, dass zwei Explosionen am oder im Reaktor stattgefunden hätten. Nach den Daten von De Geer und seinem Team handelte es sich bei der ersten im Gegensatz zu bisherigen Annahmen um eine Kern- und nicht um eine Dampfexplosion. Diese löste erst das zweite Ereignis aus. Bislang war man von einer umgekehrten Reihenfolge ausgegangen. De Geer und Co vermuten, dass es im Reaktorkern nach Erreichen des überkritischen Zustands gleich zu einer ganzen Serie von Kernexplosionen kam, die radioaktives Material und Schutt aus der zerrütteten Reaktorhülle bis in die hohe Atmosphäre jagten. Drei Sekunden später folgte dann die Dampfexplosion, welche die Hülle des Reaktorblocks endgültig zerstörte und weitere Spaltprodukte sowie Reste des Baus in niedrigere Luftschichten riss. Luftströmungen verteilten die Substanzen dann über die nähere und weitere Umgebung.

Die Theorie basiert unter anderem auf der neuen Analyse von Xenonisotopen, die in der Umgebung von Moskau und Skandinavien niedergingen. Vier Tage nach dem Ereignis registrierten Wissenschaftler des V.G. Khlopin Radium Institute im damaligen Leningrad demnach Xenonisotope in Cherepovets, einer Stadt nördlich von Moskau und eigentlich weit weg von den hauptsächlichen Fallout-Regionen des GAUs. Bei diesen Isotopen handelte es sich allerdings laut der neuen Untersuchung um Material, das durch eine Kernspaltung kurz zuvor entstanden sein muss – was nahelege, dass eine Kernexplosion stattgefunden haben muss, so die Physiker. In Skandinavien tauchten hingegen andere Xenonisotope auf, die aus dem Reaktorkern stammten und während des normalen Betriebs produziert wurden. Dazu passen Wetterdaten, nach denen das Xenon von Cherepovets durchaus mit hohen Atmosphärenströmungen aus Tschernobyl gedriftet sein könnte – während Winde das Xenon in niedrigeren Luftschichten nach Skandinavien trieben. Ein Fischer hatte damals einen blauen Blitz während der Explosion beobachtet, was ebenfalls auf eine Kernexplosion hindeutet.

Und auch Spuren am zerstörten Reaktorbehälter sprechen dafür: Teile der zwei Meter dicken Stahlplatte unterhalb des Kerns schmolzen im direkten Einflussbereich als Folge der extremen Temperaturen, die dabei auftraten. Im restlichen Behälter blieb diese Platte hingegen intakt, doch wurde sie fast vier Meter nach unten gepresst – Zeichen dafür, dass die Hitze der Dampfexplosion nicht ausreichte, um den Stahl zu schmelzen. Ihre enorme Wucht drückte sie jedoch in die Tiefe. Seismische Daten aus dem Umfeld Tschernobyls legen jedenfalls diesen Ablauf nahe.

„Wir vermuten, dass thermische Neutronen mehrere Kernexplosionen am Grund einiger Brennstoffkühlkanäle auslösten, wodurch ein Strahlstrom aus Schutt durch die Befüllungskanäle nach oben schoss. Dessen Wucht riss die 350 Kilogramm schweren Verschlüsse der Röhren weg, so dass der Strahlstrom durch die Decke jagen und Material bis in eine Höhe von 2,5 bis 3 Kilometer reißen konnte. Die dort vorhandenen Winde begünstigten die Route nach Cherepovets“, sagt De Geer. Die Dampfexplosion folgte schließlich 2,7 Sekunden später.