Les origines de l'histoire de l'énergie nucléaire remontent à la fin de la Seconde Guerre mondiale, lorsque la recherche s'est concentrée sur les applications civiles de la technologie nucléaire.
Origines En 1932, le physicien Ernest Rutherford découvrait que lorsque des atomes de lithium étaient « cassés » par des protons issus d'un accélérateur, de grandes quantités d'énergie étaient libérées conformément au principe d'équivalence masse-énergie. Cependant, Rutherford (et d'autres pionniers de la physique nucléaire tels que Niels Bohr et Albert Einstein) pensaient qu'exploiter la puissance de l'atome à des fins pratiques dans un avenir proche était peu probable. La même année, l'étudiant en thèse de Rutherford, James Chadwick, découvrait le neutron. Des expériences de bombardement de matériaux avec des neutrons ont conduit Frédéric et Irène Joliot-Curie à la découverte de la radioactivité induite en 1934, qui a permis la création d'éléments similaires au radium. D'autres travaux dans les années 1930, par Enrico Fermi, se sont concentrés sur l'utilisation de neutrons lents pour augmenter l'efficacité de la radioactivité induite. Des expériences bombardant de l'uranium avec des neutrons ont conduit Fermi à penser qu'il venait de créer un nouvel élément transuranien, qui a été surnommé hespérium..
En 1938, les chimistes allemands Otto Hahn. et Fritz Strassmann, ainsi que la physicienne autrichienne Lise Meitner. et le neveu de Meitner, Otto Robert Frisch, ont mené des expériences avec les produits du bombardement de l'uranium par des neutrons, pour étudier plus en détails les affirmations de Fermi. Ils ont déterminé que le neutron, relativement petit, cassaient le noyau des atomes d'uranium massifs en deux morceaux à peu près égaux, contredisant Fermi. Le résultat était extrêmement surprenant ; toutes les autres formes de désintégration nucléaire n'impliquaient que des petits changements dans la masse du noyau, alors que ce processus (appelé « fission » en référence à la biologie) impliquait une rupture complète du noyau. De nombreux scientifiques, dont Leó Szilárd fut l'un des tout premiers, reconnaissaient que si les réactions de fission libéraient des neutrons supplémentaires, une réaction nucléaire en chaîne auto-entretenue pourrait en résulterhttps://web.archive.org/web/20160310165547/http://alexwellerstein.com/atomic_patents/. Dès que ceci fut expérimentalement confirmé et annoncé par Frédéric Joliot-Curie en 1939, des scientifiques de nombreux pays (dont les États-Unis, le Royaume-Uni, la France, l'Allemagne et l'Union soviétique) ont adressé une pétition à leurs gouvernements pour qu'ils soutiennent la recherche sur la fission nucléaire, à l'aube de la Seconde Guerre mondiale, pour le développement d'une arme.. vignette| Les premières ampoules allumées par de l'électricité générée par l'énergie nucléaire à EBR-1 au Laboratoire national d'Argonne-Ouest, le 20 décembre 1951Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy, Reactors: Modern-Day Alchemy. En tant que premier réacteur refroidi par métal liquide, il a permis de démontrer le principe du réacteur surgénérateur de Fermi pour maximiser l'énergie pouvant être obtenue à partir de l'uranium naturel, qui à l'époque était considéré comme rareFast Reactor Technology. EBR-I (Experimental Breeder Reactor-I). Aux États-Unis, où Fermi et Szilárd avaient tous deux émigré, la découverte de la réaction en chaîne a permis la construction du premier réacteur artificiel, le réacteur de recherche connu sous le nom de « Chicago Pile-1 », qui est devenu critique le . Le développement du réacteur faisait partie du projet Manhattan, l'effort produit par les alliés pour créer des bombes atomiques pendant la Seconde Guerre mondiale, et il a permis la construction de réacteurs de production à usage unique plus grands, tels que la « Pile X-10 », pour la production de plutonium de qualité militaire, destiné à la fabrication des premières armes nucléaires. Les États-Unis ont finalement testé la première bombe nucléaire le , au cours du test Trinity. Les bombardements atomiques d'Hiroshima et de Nagasaki ont eu lieu moins d'un mois plus tard.
En , le premier compte rendu sur l'énergie nucléaire, le livre The Atomic Age, est publié et est largement diffusé. Il discutait des utilisations pacifiques de l'énergie nucléaire dans le futur et décrivait un avenir où les combustibles fossiles resteraient inutilisés. Glenn Seaborg, lauréat du prix Nobel de chimie en 1951, et qui a ensuite présidé la Commission de l'énergie atomique des États-Unis, aurait déclaré : « il y aura des navettes terre-lune à propulsion nucléaire, des cœurs artificiels à énergie nucléaire, des piscines chauffées au plutonium pour les plongeurs autonomes, et bien plus encore ».
Au cours du même mois, avec la fin de la guerre, Seaborg et d'autres déposaient des centaines de brevets initialement classifiés, et tout particulièrement le brevet #2 736 696 d'Eugene Wigner et Alvin Weinberg, sur un concept de réacteur à eau légère (en anglais : light-water reactor, ou LWR) qui deviendra plus tard le réacteur principal des États-Unis pour la propulsion navale et prendra ensuite la plus grande partie du paysage commercial de la fission à des fins de production électriqueLecture by Eric P. Loewen, Ph.D. President American Nuclear Society. Le Royaume-Uni, le Canada et l'URSS se sont intéressés à la recherche et au développement de l'énergie nucléaire vers la fin des années 1940 et le début des années 1950.
De l'électricité a été produite pour la première fois à partir d'un réacteur nucléaire le , à la station expérimentale EBR-I près d'Arco, dans l'Idaho. Il produisait initialement environ 100 kW"Reactor Makes Electricity." Popular Mechanics, March 1952, p. 105.. En 1953, le président américain Dwight Eisenhower prononçait son discours « Des atomes pour la paix » aux Nations unies, soulignant la nécessité de développer rapidement les usages « pacifiques » de l'énergie nucléaire. À la suite de ce discours, la loi sur l'énergie atomique de 1954, qui permit une déclassification rapide de la technologie des réacteurs américains, était promulguée. Elle encourageait le développement dans le secteur privé.
Le F-1 (le « First Physical Reactor ») était un réacteur de recherche exploité par l'Institut Kurchatov à Moscou, en Russie. Lors de sa mise en service le , il est devenu le premier réacteur nucléaire en Europe à réaliser une réaction en chaîne auto-entretenue..
Premières années vignette| La cérémonie de lancement de l' en janvier 1954. En 1958, il est devenu le premier navire à atteindre le pôle Nord.. vignette| La centrale nucléaire de Calder Hall au Royaume-Uni est la première centrale nucléaire commerciale au monde. vignette| La centrale nucléaire de 60 MWe de Shippingport en Pennsylvanie est la première centrale nucléaire commerciale des États-Unis. vignette| Comparaison de la taille des cuves des conceptions de réacteurs de génération II. Le PWR est le plus compact et a la densité de puissance la plus élevée. Il est donc le mieux adapté pour les sous-marins. La première organisation à développer l'énergie nucléaire était l'US Navy, avec le destiné à propulser des sous-marins et des porte-avions. Le premier sous-marin à propulsion nucléaire, , a été mis à la mer en . Le réacteur S1W était un réacteur à eau pressurisée (en anglais : Pressurized water reactor, ou PWR). Cette conception a été choisie car elle était plus simple, plus compacte et plus facile à utiliser par rapport aux conceptions alternatives, et donc plus adaptée à une utilisation dans les sous-marins. Cette décision fera également du PWR le réacteur de choix pour la production d'électricité, ce qui aura un impact durable sur le marché civil de l'électricité dans les années qui ont suivi.
Le , la centrale nucléaire d'Obninsk en URSS est devenue la première centrale nucléaire au monde à envoyer de l'électricité sur un réseau électrique, produisant environ 5 MWe. La première centrale nucléaire commerciale au monde, Calder Hall à Windscale, en Angleterre, a été connectée au réseau électrique national le . De même qu'un certain nombre d'autres types de réacteurs de génération I, la centrale avait le double objectif de produire de l'électricité et du plutonium 239, ce dernier devant fournir le programme d'armement nucléaire du Royaume-UniC.N. Hill, "An Atomic Empire: A Technical History of the Rise and Fall of the British Atomic Energy Programme" (World Scientific, 2013).. Il avait une capacité initiale de 50 MWe par réacteur (200 MWe au total), et il était le premier d'une flotte de réacteurs à double objectif de type MAGNOX..
Le programme d'énergie nucléaire de l'armée américaine a officiellement débuté en 1954. Sous sa gestion, le réacteur SM-1 de 2 mégawatts, à Fort Belvoir en Virginie, est devenu le premier réacteur de capacité industrielle à fournir de l'électricité aux États-Unis lorsqu'il a été connecté au réseau commercial (VEPCO) en . La première centrale nucléaire commerciale à devenir opérationnelle aux États-Unis a été le réacteur Shippingport de 60 MW (en Pennsylvanie) en .. Issu d'un contrat de porte-avion à propulsion nucléaire qui avait été annulé, la centrale utilisait une conception de réacteur PWRNuclear Reactions: Science and Trans-Science, American Institute of Physics 1992. Weinberg. Son adoption précoce, son verrouillage technologiqueOut of options A surprising culprit in the nuclear crisis et sa familiarité avec le personnel naval à la retraite ont établi le PWR comme le concept de réacteur civil prédominant aux États-Unis, statut qu'il conserve encore aujourd'hui.
En 1957, EURATOM est créé en même temps que la Communauté économique européenne (cette dernière est aujourd'hui l'Union européenne). La même année a également vu le lancement de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA).
Le premier accident nucléaire majeur s'est produit avec le réacteur expérimental militaire SL-1 de 3 MW de la National Reactor Testing Station, au laboratoire national de l'Idaho. Ce dernier était dérivé du concept de réacteur à eau bouillante (en anglais : Boiling water reactor, ou BWR), développé au cours des expérimentations BORAX, et il a atteint pour la première fois la criticité opérationnelle et a été connecté au réseau en 1958. Pour des raisons inconnues, en 1961, un technicien a retiré une barre de contrôle environ 55 cm de plus que les 10 cm prescrits. Cela a entraîné une explosion de vapeur qui a tué les trois membres de l'équipe et provoqué une fusion du cœurIDO-19313: Additional Analysis of the SL-1 Excursion Final Report of Progress July through October 1962, November 21, 1962, Flight Propulsion Laboratory Department, General Electric Company, Idaho Falls, Idaho, U.S. Atomic Energy Commission, Division of Technical Information.. L'événement a finalement été classé 4 sur l'échelle INES (acronyme de l'anglais International nuclear event scale) qui comporte 7 niveaux. Un autre accident grave s'est produit en 1968, lorsque l'un des deux réacteurs refroidis par métal liquide à bord du sous-marin soviétique K-27 a subi une défaillance de ses éléments combustibles, avec émission de produits de fission gazeux dans l'air ambiant. L'accident a entraîné la mort de 9 membres d'équipage et a fait 83 blessés.
Développement et premières oppositions au nucléaire