В Кыштыме был построен первый в СССР атомный реактор А-1, целью которого было не столько производство электроэнергии, сколько генерация плутония.
Плутоний Pl-239 является сердцем наиболее простых атомных бомб. Но чтобы его получить, необходимо было построить не только реактор, но и радиохимический и специализированный металлургический заводы. Этот научно-технический комплекс в Кыштыме вошел в строй 22 июня 1948 г.
Первая советская атомная бомба была плутониевой. Сделано это было потому, что разделение урана по изотопам — очень затратный и сложный процесс. Изотопа U-235, необходимого для создания атомной бомбы, в добываемом уране всего 0.72%, а «оружейный» уран, пригодный для производства атомной бомбы, должен его содержать примерно 90%.
Тогда как плутоний в атомном реакторе «наработается сам». Достаточно построить реактор с низкообогащенным ураном (от 2% до 5%) — и под ударами нейтронов U238 превращается в U239, который очень нестабилен (полураспад 23 мин), превращаясь в нептуний Np259, который тоже нестабилен, имея полураспад 56 часов, с превращением в плутоний Pl239, который строителям атомных бомб и нужен.
Ну, а далее отделить плутоний от урана — дело техники, все-таки металлы разные и свойства у них разные.
СССР было необходимо атомное оружие, чтобы обезопасить себя от нападения США. А из-за непрерывной гонки на некоторые мелочи в производстве атомного оружия предпочитали не обращать внимания. При этом, увы, мелочи оказались вовсе не мелочами.
При производстве оружейного плутония производилось много отходов. И были те отходы очень радиоактивны. Для их хранения создавались емкости. Выкапывался котлован глубиной около 12 метров и диаметром 20 метров. Делалась опалубка, крепилась и варилась стальная арматура. Все это заливалось бетоном, и получались стенки толщиной около метра. Внутри образовавшейся железобетонной емкости из секторов нержавеющей стали сваривалась емкость для отходов. Сверху на металлических фермах строился купол из бетона высшей марки — плита толщиной в метр. Затем насыпалось два метра земли и выкладывался дерн.
Всего таких емкостей было 20 штук, каждая рассчитана на 300 куб. м отходов. В каждой емкости функционировало водяное охлаждение и вентиляция. Каждая «банка» имела контрольно-измерительную аппаратуру, выявлявшую уровень заполнения, температуру, уровень охлаждающей воды.
Банку № 14 заполняли с 9 марта по 10 апреля 1957 года. При этом заливали ее NaAc и NaNO3, залито было 256 куб.м. А 29 сентября 1957 года в этой емкости вышло из строя охлаждение. Причем незадолго до взрыва к банке № 14 проследовала ремонтная бригада, ее насторожил желтый дым, пробивающийся сквозь землю.
Увы, следящая аппаратура была неисправна — она показывала, что все нормально. Бригада ушла, а через полчаса, в 16:22, произошел взрыв.
Бетонная крышка весом 160 тонн отлетела на расстояние более 20 метров, хотя и не была повреждена. Сила взрыва оценивается в 25−29 тонн в тротиловом эквиваленте (современные специалисты на основе анализа результатов говорят о 100−170 тоннах ТНТ). Емкость разорвало на куски, которые разбросало на полторы сотни метров. Вместо бетонного резервуара появилась воронка глубиной 10 и диаметром 20 метров. Крышки ближайших резервуаров были сильно повреждены, в зданиях поблизости вырвало окна и двери.
Причиной взрыва считается перегрев химически активной смеси высокорадиоактивных веществ. Перегретые жидкие отходы вскипели, скорее всего из-за высокой температуры произошло разложение воды с последующим взрывом образовавшейся гремучей смеси.
В воздух взлетело облако из радиоактивных аэрозолей, газов и мелкодисперсных взвесей, в состав которых входили ниобий-95, рутений-106, стронций-90, цезий-137, церий-144, цирконий-95. Всего до 100 тонн и до 20 млн. кюри.
Облако на высоте километр-полтора под воздействием юго-западного ветра образовало Восточно-Уральский радиоактивный след, шириной около 20−40 км и длиной около 300 км. Всего в зоне следа проживало 270.000 человек, а в зоне сильного заражения (2 Ки/Кв.Км) — около 10.000 человек. Около 90% выбросов осели на строительной площадке и территории комбината. Были заражены Челябинская, Тюменская и Свердловская области.
До начала 2010 годов считалось, что Кыштымская катастрофа только немного уступает Чернобылю. А теперь надо учитывать, что авария на Фукусиме — катастрофа схожих масштабов.