Kyshtymin onnettomuus, plutoniumin käsittelylaitoksen haudatun ydinjätteen räjähdys lähellä Kyshtymiä Tšeljabinskin alueella Venäjällä (silloisessa Neuvostoliitossa) 29.syyskuuta 1957. Vuoteen 1989 asti neuvostohallitus kieltäytyi tunnustamasta, että tämä oli tapahtunut, vaikka noin 23000 neliökilometriä maata oli saastunut, yli 10000 ihmistä evakuoitiin ja luultavasti satoja kuoli radioaktiivisuuden vaikutuksiin. Kun yksityiskohdat tulivat julki, kansainvälinen atomienergiajärjestö luokitteli Kythtymin onnettomuuden tason 6 onnettomuudeksi kansainvälisellä ydin-ja radiologisella asteikolla. Vain sitä seuranneet Tšernobylin ja Fukushiman ydinonnettomuudet on luokiteltu seitsemänneksi ja vakavimmiksi.
Kythtymin teollisuuskompleksin ydinreaktorit ja plutoniumin käsittelylaitos rakennettiin 1940-luvun lopulla Neuvostoliiton ydinaseohjelman yhteydessä. Salaisen ydinlaitoksen nimi oli Mayak, mutta se tunnettiin laajemmin koodinimellä Tšeljabinsk-40, koska voimalalle ja sen työntekijöille piti osoittaa Postilokero 40 Tšeljabinskin suurkaupungissa 90 kilometrin päässä Kythtymistä. (Ydinalue tunnettiin myöhemmin nimellä Tšeljabinsk-65 ja vielä myöhemmin nimellä Ozersk.) Laitos sijaitsi Keski-Uralvuoriston itärinteillä; läheiset järvet tarjosivat vettä reaktorin jäähdytykseen ja toimivat myös ydinjätteen säilytyspaikkoina. Neuvostoliiton ydinohjelman vauhti oli niin hätäinen ja sen teknologia niin uutta, että olot olivat kroonisesti turvattomat sekä työläisille että naapureille.
lopulta paljastui, että Kythtymin onnettomuus oli seurausta siitä, että epäkuntoon mennyttä jäähdytysjärjestelmää ei saatu korjattua hautautuneessa säiliössä, johon varastoitiin nestemäistä reaktorijätettä. Yli vuoden ajan säiliön sisältö kuumeni tasaisesti radioaktiivisesta hajoamisesta ja saavutti noin 660 °F (350 °C) lämpötilan 29.syyskuuta 1957 mennessä, jolloin säiliö räjähti voimalla, joka vastasi vähintään 70 tonnia TNT: tä. Ydinräjähdys räjäytti säiliön metrin paksuisen betonikannen ja lähetti ilmaan radioaktiivisen laskeuman, johon kuului suuria määriä pitkäkestoista cesium-137: ää ja strontium-90: tä. Kythtymissä vapautui noin kaksi viidesosaa niin paljon radioaktiivisuutta kuin myöhemmin Tšernobylissä. Plume ajelehti satoja kilometrejä, yleensä koilliseen, läpi alueen, jossa oli satojatuhansia asukkaita, mutta viranomaiset olivat hitaita määräämään evakuointeja. Seuraavina kuukausina aluesairaalat täyttyivät säteilysairaudesta kärsivistä.
hajanaisia raportteja Venäjän ydinonnettomuudesta ilmestyi länsimaisissa lehdissä jo vuonna 1958. Mutta Kythtymin onnettomuus tuli laajalti tunnetuksi vasta vuonna 1976, kun maanpaossa ollut neuvostoliittolainen biologi Zhores A. Medvedev kertoi tapauksesta Brittiläisessä New Scientist-lehdessä. Émigré-tutkija Lev Tumerman vahvisti Medvedevin kertomuksen omalla kertomuksellaan siitä, että hän oli ajanut Sverdlovskin (nykyisen Jekaterinburgin) ja Tšeljabinskin välillä kuolleen vyöhykkeen läpi, jossa ei ollut taloja tai maatiloja ja jossa liikennemerkit varoittivat autoilijoita pysähtymästä, vaan etenemästä maksiminopeudella. Jotkut länsimaiset asiantuntijat epäilivät kuitenkin, että varastoonnettomuudella olisi voinut olla näin vakavia seurauksia, ja toiset esittivät vaihtoehtoisen teorian, jossa radioaktiivisuus olisi saatu aikaan kaukaisessa ydinasekokeessa.
Medvedev ryhtyi sitten tutkimaan neuvostoliittolaisia tieteellisiä tutkielmia kokeellisten säteilypäästöjen ekologisista vaikutuksista. Vaikka kirjoittajat ja sensorit olivat salanneet tai väärentäneet lukuisia yksityiskohtia, Medvedev sai selville monia tapauksia, joissa säteilyä oli yksinkertaisesti liian paljon, joka peitti liian suuren alueen liian pitkän ajanjakson aikana, jotta sitä olisi voitu tarkoituksellisesti vapauttaa kokeellisiin tarkoituksiin. Hänen salapoliisityönsä osoitti hänelle myös, että kyseenalaiset ”kokeet” olivat tapahtuneet Uralin alueella ja että saastumisen on täytynyt tapahtua vuonna 1957 tai 1958. Samoihin aikoihin amerikkalaisen kuluttaja-asioiden puolestapuhujan Ralph Naderin organisoima ydinaseiden vastainen ryhmä teki Freedom of Information Act-lain nojalla pyynnön Yhdysvaltain keskustiedustelupalvelun löydöksistä, joiden tiedettiin ylittäneen Uralin U-2-vakoilukoneella. Virasto näytti vahvistavan Medvedevin väitteen, mutta antoi vain vähän yksityiskohtia. Myöhemmin ehdotettiin, että U. S. hallitus vaikeni onnettomuudesta niin kauan ja pysyi vaiti senkin jälkeen, kun muut olivat kiinnittäneet siihen huomiota, koska se pelkäsi kylvävänsä amerikkalaisten mieliin epäilyksen siemeniä maansa Oman ydinohjelman turvallisuudesta. Katastrofin todisteista huolimatta Neuvostoliitto kielsi tapahtuneen vuoteen 1989 asti, ja silloinkin viranomaiset vähättelivät tuhojen laajuutta.
Kythtymin katastrofin pitkäaikaisia vaikutuksia oli vaikea arvioida, osittain Neuvostoliiton salailun vuoksi ja osittain siksi, että Tšeljabinsk-40 päästi rutiininomaisesti vaarallisia määriä radioaktiivista jätettä ympäristöön useiden vuosien ajan. Alueen asukkaat ovat kärsineet lisääntyneistä syövistä, epämuodostumista ja muista merkittävistä terveysongelmista.