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Un moteur atomique est un moteur qui utilise une réaction nucléaire, la fission nucléaire, pour fournir une poussée permettant de déplacer une charge.
Actuellement deux versions de ce type de propulsion nucléaire ont été testées : une est de type statoréacteur et l'autre de type moteur-fusée. Toutes deux utilisent la fission nucléaire comme source d'énergie.
Un réacteur expérimental fut construit et des tests furent entrepris par les États-Unis à la fin des années 1950 sous la dénomination de « projet Pluto ».
Un gaz (du dihydrogène) passe dans un échangeur réchauffé par le réacteur nucléaire, ou bien directement dans le réacteur, puis est éjecté par une tuyère.