Kyshtym kazası, Sovyetler Birliğine ait  Mayak Nükleer Tesislerinde 29 Eylül 1957'de gerçekleşmiştir. (Mayak Nükleer Tesisine ait uydu fotoğrafı)

Kyshtym kazası, nükleer atıkların depolandığı ve işlendiği tesiste meydana gelmiştir. Plütonyumun ayrıştırılması sonrası oluşan yüksek seviye nitrat içeren atıklar, yer altında paslanmaz çelik içindeki tanklarda tutulmaktadır. Tanklarda bulunan ısı değiştiriciler, tanklarda üretilen ısıyı uzaklaştırarak tankların  aşırı ışınmasını engellemektedir. 1956 yılında bir tankın ısı değiştiricisinin bir sorun sonucu kapatılmasından sonra, tankın soğutulmadan tutulmasının güvenli olduğu kararına varılmıştır. Ancak tankta gerçekleşen su buharlaşması sonucu tank içinde bulunan atıkların yüzeyinde nitrat ve asetat birikmesi olmuştur. Bu maddelerin hava ile teması ve izleme ekipmanlarından gelen bir kıvılcım sonucu toplamda 5-10 ton TNT patlamasına eşdeğer enerji salınmasına yol açan kimyasal bir patlama olmuştur. Bu patlama sonucu, toplam aktivitesi 20 megacurie olan 70-80 ton atık çevreye yayılmıştır. 18 megacurie aktivitesine sahip  atık patlama sahasına yakın dağılırken 2 megacurie aktiviteye sahip atık rüzgar ile birlikte geniş bir alana yayılmıştır. En az 2 curie aktiviteye sahip olacak şekilde kirlenmiş alan rüzgar ile 105 km uzunluğunda ve 8-9 km genişliğinde bir alana yayılmıştır. Toplamda 1,000 kilometrekare alanda maruz kalınan radyasyon seviyesi 0.7 rad/ gün olarak belirlenmiştir. 7-10 gün arası 600 kişi tahliye edilmiş, 18 ay sonra ise tahliye edilen kişi sayısı 10,180 kişiye ulaşmıştır. Rus raporlarına göre maksimum alınan doz 52 rem, yiyecek ve su ile vücut içine alınan radyoaktif izotoplar sonucu sindirim sistemine 150 rem olarak bildirilmiştir. Bazı çalışmalar kan değerlerinde değişiklik bildirmesine rağmen herhangi bir akut radyasyon hastalığı gözlenmemiştir.