Trong nhiều thập kỷ, Liên Xô đã sử dụng Biển Kara hoang vắng làm bãi rác thải hạt nhân. Hàng nghìn tấn vật liệu hạt nhân, gấp 6,5 bức xạ tại Hiroshima, đã đi vào đại dương. Bãi phế liệu hạt nhân này, bao gồm ít nhất 14 lò phản ứng của toàn bộ các tàu ngầm hạt nhân Liên Xô đã vứt bỏ.Liên Xô đã xây dựng lực lượng hải quân chạy bằng năng lượng hạt nhân lớn nhất thế giới trong nửa sau của thế kỷ 20, chế tạo nhiều tàu ngầm nguyên tử hơn tất cả các quốc gia khác cộng lại. Vào thời kỳ đỉnh cao quân sự của mình vào giữa những năm 1990, Nga-quốc gia kế thừa vị trí của Liên Xô, tự hào có 245 tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân, 180 trong số đó được trang bị lò phản ứng kép và 91 trong số đó mang theo hàng chục tên lửa đạn đạo tầm xa trở lên mang đầu đạn hạt nhân. Chiếc tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên của Liên Xô là K-3, Liên Xô gọi chúng là "lớp Cá voi". Nguyên mẫu K-3 lần đầu tiên ra khơi sử dụng năng lượng hạt nhân vào ngày 4/7/1958. Phần lớn các lớp tàu ngầm hạt nhân của Liên Xô hoạt động từ Hạm đội phương Bắc có trụ sở chính tại thành phố cảng Murmansk phía tây bắc nước này. Các căn cứ của Hạm đội Phương Bắc cách biển Kara khoảng 900 km về phía tây. Vào giữa những năm 1980, các tàu ngầm bắt đầu hết tuổi thọ sử dụng. Từ năm 1987, chiếc Echo Is lâu đời nhất rời hạm đội để ngừng hoạt động và các tàu ngầm tấn công lớp tháng 11 tiếp nối vào năm 1988. Nhưng việc loại bỏ những chiếc tàu ngầm này, không được Liên Xô làm đúng cách. Năm 1985, một vụ nổ trong quá trình khử bụi của một tàu ngầm lớp Victor đã giết chết 10 công nhân và làm phát tán chất phóng xạ vào không khí và biển. Các chuyên gia vào cuộc, phải tách các thanh nhiên liệu của lò phản ứng ra khỏi lõi của lò phản ứng phụ, sau đó niêm phong các thanh trong thùng thép để vận chuyển và lưu trữ. Nhưng trong Chiến tranh Lạnh, việc lưu trữ hạt nhân ở Liên Xô thường tiến hành bằng cách đổ xuống biển sâu. Ít nhất 14 lò phản ứng từ các tàu cũ của Hạm đội Phương Bắc đã bị vứt bỏ xuống biển Kara. Đôi khi, Liên Xô bỏ qua bước khử nhiên liệu, vứt bỏ các lò phản ứng với các thanh nhiên liệu có tính phóng xạ cao vẫn còn nguyên vẹn xuống biển. Hạm đội Phương Bắc cũng đã cho dỡ bỏ 17.000 container chứa vật liệu hạt nhân nguy hiểm và cố tình đánh chìm 19 tàu chứa chất thải phóng xạ, cùng với 735 thiết bị máy móc hạng nặng bị nhiễm xạ. Nhiều chất thải lỏng ở mức độ bức xạ thấp hơn, được đổ trực tiếp vào vùng nước băng giá.Một trong những tàu ngầm bị thải bỏ nghiêm trọng và nguy hiểm nhất là K-27. Khi ở trên biển vào năm 1968, một lò phản ứng trên chiếc K-27 đã bị rò rỉ và hư hỏng một phần. Phơi nhiễm phóng xạ đã giết chết 9 thủy thủ và 83 người khác bị thương. Con tàu vẫn di chuyển được về cảng, nhưng không thể cứu vãn được tình hình. Năm 1981, tàu kéo đã kéo K-27 vào biển Kara và đánh đắm con tàu, đưa nhiên liệu, lò phản ứng và các chất thải khác chìm xuống đáy biển. Các chuyên gia đề xuất đánh chìm vật liệu hạt nhân một cách an toàn ở độ sâu ít nhất 3.000 mét. Nhưng K-27 chỉ chìm nằm ở độ sâu 50 mét. Một tàu ngầm khác cũng có nguy cơ lớn đối với rò rỉ phóng xạ là K-159, bị tai nạn phóng xạ vào năm 1965 nhưng vẫn phục vụ cho đến năm 1989. Sau khi được cất giữ trong 14 năm, một cơn bão vào năm 2003 đã xé toạc K-159 khỏi cầu phao và chiếc tàu bị chìm lao xuống đáy biển Barents, giết chết 9 thủy thủ đoàn. Nga đã công bố kế hoạch trục vớt K-27, K-159 và 4 khoang lò phản ứng nguy hiểm khác bị loại bỏ ở Bắc Cực. Tính đến tháng 3 năm 2020, các nhà chức trách Nga ước tính chi phí của nỗ lực khôi phục sẽ vào khoảng 330 triệu USD.Mục tiêu đầu tiên là K-159. Nhưng việc nâng chiếc tàu ngầm trở lại bề mặt sẽ cần một con tàu đặc biệt, để có thể nâng K-159. Việc thiết kế và chế tạo con tàu đó dự kiến bắt đầu vào năm 2021, hoàn thành vào cuối năm 2026. Để tránh thảm họa Chernobyl dưới nước, người Nga đang bắt đầu một cuộc chạy đua để chống lại sự ăn mòn của nước biển.
Trong nhiều thập kỷ, Liên Xô đã sử dụng Biển Kara hoang vắng làm bãi rác thải hạt nhân. Hàng nghìn tấn vật liệu hạt nhân, gấp 6,5 bức xạ tại Hiroshima, đã đi vào đại dương. Bãi phế liệu hạt nhân này, bao gồm ít nhất 14 lò phản ứng của toàn bộ các tàu ngầm hạt nhân Liên Xô đã vứt bỏ.
Liên Xô đã xây dựng lực lượng hải quân chạy bằng năng lượng hạt nhân lớn nhất thế giới trong nửa sau của thế kỷ 20, chế tạo nhiều tàu ngầm nguyên tử hơn tất cả các quốc gia khác cộng lại.
Vào thời kỳ đỉnh cao quân sự của mình vào giữa những năm 1990, Nga-quốc gia kế thừa vị trí của Liên Xô, tự hào có 245 tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân, 180 trong số đó được trang bị lò phản ứng kép và 91 trong số đó mang theo hàng chục tên lửa đạn đạo tầm xa trở lên mang đầu đạn hạt nhân.
Chiếc tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên của Liên Xô là K-3, Liên Xô gọi chúng là "lớp Cá voi". Nguyên mẫu K-3 lần đầu tiên ra khơi sử dụng năng lượng hạt nhân vào ngày 4/7/1958.
Phần lớn các lớp tàu ngầm hạt nhân của Liên Xô hoạt động từ Hạm đội phương Bắc có trụ sở chính tại thành phố cảng Murmansk phía tây bắc nước này. Các căn cứ của Hạm đội Phương Bắc cách biển Kara khoảng 900 km về phía tây.
Vào giữa những năm 1980, các tàu ngầm bắt đầu hết tuổi thọ sử dụng. Từ năm 1987, chiếc Echo Is lâu đời nhất rời hạm đội để ngừng hoạt động và các tàu ngầm tấn công lớp tháng 11 tiếp nối vào năm 1988. Nhưng việc loại bỏ những chiếc tàu ngầm này, không được Liên Xô làm đúng cách.
Năm 1985, một vụ nổ trong quá trình khử bụi của một tàu ngầm lớp Victor đã giết chết 10 công nhân và làm phát tán chất phóng xạ vào không khí và biển. Các chuyên gia vào cuộc, phải tách các thanh nhiên liệu của lò phản ứng ra khỏi lõi của lò phản ứng phụ, sau đó niêm phong các thanh trong thùng thép để vận chuyển và lưu trữ.
Nhưng trong Chiến tranh Lạnh, việc lưu trữ hạt nhân ở Liên Xô thường tiến hành bằng cách đổ xuống biển sâu. Ít nhất 14 lò phản ứng từ các tàu cũ của Hạm đội Phương Bắc đã bị vứt bỏ xuống biển Kara. Đôi khi, Liên Xô bỏ qua bước khử nhiên liệu, vứt bỏ các lò phản ứng với các thanh nhiên liệu có tính phóng xạ cao vẫn còn nguyên vẹn xuống biển.
Hạm đội Phương Bắc cũng đã cho dỡ bỏ 17.000 container chứa vật liệu hạt nhân nguy hiểm và cố tình đánh chìm 19 tàu chứa chất thải phóng xạ, cùng với 735 thiết bị máy móc hạng nặng bị nhiễm xạ. Nhiều chất thải lỏng ở mức độ bức xạ thấp hơn, được đổ trực tiếp vào vùng nước băng giá.
Một trong những tàu ngầm bị thải bỏ nghiêm trọng và nguy hiểm nhất là K-27. Khi ở trên biển vào năm 1968, một lò phản ứng trên chiếc K-27 đã bị rò rỉ và hư hỏng một phần. Phơi nhiễm phóng xạ đã giết chết 9 thủy thủ và 83 người khác bị thương. Con tàu vẫn di chuyển được về cảng, nhưng không thể cứu vãn được tình hình.
Năm 1981, tàu kéo đã kéo K-27 vào biển Kara và đánh đắm con tàu, đưa nhiên liệu, lò phản ứng và các chất thải khác chìm xuống đáy biển. Các chuyên gia đề xuất đánh chìm vật liệu hạt nhân một cách an toàn ở độ sâu ít nhất 3.000 mét. Nhưng K-27 chỉ chìm nằm ở độ sâu 50 mét.
Một tàu ngầm khác cũng có nguy cơ lớn đối với rò rỉ phóng xạ là K-159, bị tai nạn phóng xạ vào năm 1965 nhưng vẫn phục vụ cho đến năm 1989. Sau khi được cất giữ trong 14 năm, một cơn bão vào năm 2003 đã xé toạc K-159 khỏi cầu phao và chiếc tàu bị chìm lao xuống đáy biển Barents, giết chết 9 thủy thủ đoàn.
Nga đã công bố kế hoạch trục vớt K-27, K-159 và 4 khoang lò phản ứng nguy hiểm khác bị loại bỏ ở Bắc Cực. Tính đến tháng 3 năm 2020, các nhà chức trách Nga ước tính chi phí của nỗ lực khôi phục sẽ vào khoảng 330 triệu USD.
Mục tiêu đầu tiên là K-159. Nhưng việc nâng chiếc tàu ngầm trở lại bề mặt sẽ cần một con tàu đặc biệt, để có thể nâng K-159. Việc thiết kế và chế tạo con tàu đó dự kiến bắt đầu vào năm 2021, hoàn thành vào cuối năm 2026. Để tránh thảm họa Chernobyl dưới nước, người Nga đang bắt đầu một cuộc chạy đua để chống lại sự ăn mòn của nước biển.