mini|Die US-amerikanische Kleinstadt Arco, Idaho, wurde am 17. Juli 1955 als erste Stadt mit Atomstrom versorgt. Der experimentelle Kernreaktor BORAX-III vom Typ Siedewasserreaktor (SWR) wurde auf dem Gelände der ehemaligen National Reactor Test Station (NRTS), heute dem Idaho National Laboratory (INL), aufgebaut und nahm dort seinen Betrieb auf. Das Schild ist am Rathaus von Arco angebracht.Der Begriff Atomzeitalter steht für eine Deutung der jüngeren Zeitgeschichte, in der der Entwicklung und Nutzung der Kernenergie zu zivilen und militärischen Zwecken überragende Bedeutung zuerkannt wird.

Für den Parallelbegriff Nukleares Zeitalter gibt es eine Unterteilung in Zeitabschnitte (Dekaden), siehe der eigene Abschnitt dazu. Gelegentlich wird je nach zusätzlicher Untergliederung der einschlägigen Entwicklungen die Ansicht vertreten, dass sich die Menschheit bereits in der zweiten oder dritten nuklearen Ära befindet. Zudem ist seit dem Zweiten Weltkrieg von einer „nuklearen Welt“ die Rede, die seither die Geopolitik und Sicherheitspolitik maßgeblich beeinflusse.

Zur Zeit des Kalten Kriegs sprach man auch von der „bipolaren nuklearen Welt“, die die Sowjetunion und die USA als einander entgegengesetzte Supermächte meinte.

Unterdessen geht man etwa seit dem 21. Jahrhundert von einer „multipolaren“ Welt aus, in der eine Reihe von Ländern mit ziviler Kernenergienutzung und den Atommächten zu berücksichtigen sind. Da zahlreiche Länder über die friedliche Nutzung der Atomenergie verfügen und einige sogar über Atomwaffen, ist eine multilaterale (z. B. durch die Internationale Atomenergie-Organisation) und internationale Regulierungs- und Sicherheitspolitik anzustreben.

Einleitende Zusammenfassung Der Beginn des Atomzeitalters wird häufig mit der Entdeckung der Kernspaltung des schweren Elements Uran durch Otto Hahn, Fritz Straßmann und Lise Meitner (1938), dem ersten Test einer Atombombe (Trinity am 16. Juli 1945 in New Mexico als Ergebnis des Manhattan Engineer District, siehe auch der Smyth Report), oder auch dem kritisch-werden des 1. Kernreaktors der Welt (2. Dezember 1942), dem Chicago Pile 1 in Verbindung gebracht. Man verwendete den Begriff spätestens 1950:

Unter „gesamte Energie“ und „ursprünglich von der Sonne“ wurden zum damaligen Zeitpunkt primär die fossilen Energieträger verstanden. Im zivilen Bereich schien mit dem Bau von Kernkraftwerken eine neue Energiequelle auf der Basis eines anderen Energieträgers bzw. Rohstoffs erfunden worden zu sein. Das Zeitalter der Industrialisierung wurde damals vor allem durch die fossilen Energieträger Kohle und Erdöl vorangetrieben; man suchte nach Auswegen bzw. Alternativen und erkannte das Potential der Kernenergie. Die friedliche Nutzung der Kernenergie wurde unter anderem durch die Atoms-for-Peace-Rede und das gleichnamige Programm ab 1957 eingeleitet. Viele Länder der Welt begannen damit ein eigenständiges und meist durch die großen Atomnationen gefördertes Atomprogramm. In den USA übernahm die Atomic Energy Commission (AEC) die Leitung aller nuklearen Aktivitäten. Die AEC leitete auch die zivile Forschung und Entwicklung, da sie zuvor ab 1946 die militärische Nutzung (Design und Produktion von Atomwaffen) aus dem Manhattan-Projekt übernahm. Der Begriff „Atombombe“ wurde erstmals im Jahr 1914 von dem britischen Autor H. G. Wells in seinem Buch „The World Set Free“ verwendet und wurde nach der Funktionalisierung dieser Waffentechnik fortan als „Kernwaffen“ etabliert.

Führende Einrichtungen wie das US-amerikanische Labor Argonne National Laboratory (ANL) entwickelten neue Kerntechnik. Große Organisationen wie die Internationale Atomenergie-Organisation (IAEO) oder die Europäische Atomgemeinschaft (Euratom) wurden in dieser Zeit (1950er) gegründet. Ebenfalls gab es in anderen Atomnationen, wie der Sowjetunion oder Großbritannien, wissenschaftliche Institute und Einrichtungen die die Kerntechnik entwickelten. In der BRD war die Deutsche Atomkommission für die friedliche Entwicklung die Leitorganisation. In der DDR war das Amt für Kernforschung und Kerntechnik (AKK) zuständig.

Der Kalte Krieg (ab 1947) war gekennzeichnet durch ein Wettrüsten zwischen den Atommächten USA und Sowjetunion (UdSSR). In dieser Zeit wurden massiv Atomwaffen produziert und stationiert. Aus der Spaltbombe („A-Bombe“) wurde zunächst die bis zu tausendfach stärkere Wasserstoffbombe („H-Bombe“). Diese wurde zur thermonuklearen Waffe weiterentwickelt und befindet sich bis heute in den Arsenalen der Atommächte. In den 1980er Jahren schätzte man die explosive oder destruktive Kraft aller nuklearer Waffen auf etwa 18.000 Megatonnen (Mt). Zum Vergleich: Im Zweiten Weltkrieg wurden insgesamt ca. 3 Mt äquivalent an konventionellen und nuklearen (die beiden Atombomben in Japan eingerechnet) Mittel bzw. Waffen eingesetzt. Es wurde deutlich, dass Atomwaffen ein enormes Vernichtungspotential besitzen, so dass verschiedene Testmoratorien, Abrüstungs- und Nichtverbreitungsverhandlungen begannen. Neben vielen anderen ist hier der Atomwaffensperrvertrag bzw. Nichtverbreitungsvertrag (NVV) zu nennen, der bis heute eine herausragende Rolle in der globalen Sicherheitspolitik spielt.

Ab den 1980er Jahren häuften sich die Probleme. Vereinzelte Nuklearunfälle hatte es schon vorher gegeben, aber die Unfälle von Three Mile Island (TMI) in dem Jahr 1979 und die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl in dem Jahr 1986 markierten einen Wendepunkt in der Nutzung der Kernenergie in Bezug auf die Sicherheit kerntechnischer Anlagen. Zudem war der Bestand an Atomwaffen auf einem Höchststand, was ein enormes nukleares Eskalationsrisiko barg (Nuklearer Holocaust). Mit dem Zerfall der Sowjetunion ab ca. 1989 wurden auch die Kernwaffenkomplexe der USA und Sowjetunion (und anderer Atommächte) abgebaut bzw. transformiert. Einige große Produktionsanlagen wie z. B. Rocky Flats wurden bereits vollständig entsorgt. Die Stückzahlen, Sprengköpfe oder Trägersysteme, wurden durch weitergeführte Abrüstungsabkommen und auch teilweise durch Kooperation der Supermächte vernichtet (z. B. durch den Soviet Nuclear Threat Reduction Act bzw. Nunn–Lugar Cooperative Threat Reduction (CTR) aus dem Jahr 1991 – über CTR wurden auch große Mengen chemische Kampfmittel entsorgt). Im Jahr 2000 verfügten die USA über einen aktiven Bestand von ca. 10.000 nuklearen Sprengköpfen, der in den folgenden Jahrzehnten bis heute auf ca. 3.000 reduziert wurde. Heutzutage verfügen die Länder USA und Russland (Stand 2024) gemeinsam rund 8.000 einsatzfähige atomare Sprengköpfe, was etwa 90 % der Gesamtzahl aller bekannten Atomwaffen entspricht.

Je mehr jedoch über die Risiken der Kernenergie bekannt wurde, desto mehr wich die anfängliche Euphorie einer zunehmenden Skepsis bis hin zur Ablehnung. In Deutschland wurde die Nutzung der Kernenergie bspw. 1979 unter der Enquete-Kommission „Zukünftige Kernenergie-Politik“ oder dem Stichwort Atomkonsens diskutiert. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer „Atompolitik“. Nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima beschloss das Land Deutschland unilateral ein Atom-Moratorium und trieb den Atomausstieg aus der friedlichen Nutzung der Kernenergie voran. Die SPD und später auch Bündnis 90/Die Grünen haben sich seit den 1980er Jahren, insbesondere nach der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl 1986, für einen Ausstieg aus der Kernenergie engagiert. Alle deutschen Kernkraftwerke befinden sich seit 2023 in Dekommissionierung.

In allen Ländern, die Kernenergie genutzt haben oder noch nutzen, spielt heute die Stilllegung (Dekommissionierung) der Anlagen und die sichere und dauerhafte Entsorgung der radioaktiven Abfälle eine große Rolle. Für die Nuklearmächte spielt darüber hinaus das Testverbot (Kernwaffenteststopp-Vertrag) eine herausragende Rolle, d. h. die Anpassung der Entwicklungs- und Erhaltungsarbeiten der Labore finden seit ca. 1994 ohne aktive Tests statt. Hier geht es um die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der nuklearen Abschreckung.

Weltweit kommt es seit den 2020er Jahren zu einer Art Renaissance der Kernenergie im Angesicht des sich verschärfenden Klimawandels und als Alternative zur Nutzung der fossilen Energie. Länder wie Frankreich, China und die USA setzen seit jeher neben anderen Energiequellen auf die Kernenergie. Anfang Mai 2023 hat sich unter der Federführung Frankreichs eine sogenannte Nuklearallianz formiert, die den Ausbau von derzeit 100 GW Atomstrom auf 150 GW bis 2050 plant. Deutschland nahm an dieser Konferenz nicht teil. Die Partei AfD forderte 2024 den Beitritt zu dieser Atomallianz. Der Ausbau um 50 GW wird mit der Schaffung von rund einer halben Million Arbeitsplätzen in Verbindung gebracht. Darüber hinaus arbeiten Länder weltweit, darunter auch die Industrienation Deutschland, weiterhin intensiv an der Entwicklung der Kernfusion für eine mögliche Nutzung als Fusionsenergie in Fusionsreaktoren.

Parallel zu den Entwicklungen des „Atomzeitalters“ begann mit der Entwicklung der Raketentechnik das Zeitalter der Raumfahrt. Des Weiteren lief die Forschung und Entwicklung in der Teilchenphysik an, die bis heute andauert.

Im Folgenden wird eine Zeitleiste mit den wichtigsten Ereignissen des Atomzeitalters in tabellarischer Form dargestellt. Besondere Ereignisse, die bis heute von hoher Bedeutung sind, sind fett markiert.

18. und 19. Jahrhundert Datum Ort Ereignis 1789 Berlin Martin Heinrich Klaproth entdeckt in Torbernit und Pechblende ein neues chemisches Element und benennt es nach dem kurz zuvor entdeckten Planeten Uran 1. März 1896 Paris Henri Becquerel entdeckt die Radioaktivität von Uran. 21. Dezember 1898 Paris Marie und Pierre Curie entdecken bei Untersuchungen von Pechblende das ebenfalls radioaktive Element Radium. Ab diesem Zeitpunkt begann die Erforschung der Radioaktivität im Rahmen der Radiochemie und später in Erweiterung als Kernchemie.

20. Jahrhundert