האטומיום (בלועזית: Atomium) הוא מבנה שהוקם עבור התערוכה העולמית אקספו 58 שנערכה בבריסל, בלגיה בשנת 1958. המבנה, שגובהו 103 מטרים, מהווה דגם של תא יחידה של גביש ברזל בהגדלה של פי 165 מיליארד. המבנה תוכנן על ידי האדריכל אנדרה ואטרקיין.
אטומיום היה המבנה המשמעותי ביותר בתערוכה והצג על בול שהוציאה בלגיה מספר חודשים לפני התערוכה.
לרגלי המבנה נמצא אטרקציה נוספת של העיר - פארק מיניאטורות מיני אירופה.
הקמת מבנה האטומיום הושלם באפריל 1958 לאחר 18 חודשי עבודה[1]. במהלך התערוכה נגבו דמי כניסה מיוחדים לאטומיום, נוסף על דמי הכניסה לתערוכה[2]. במקור תוכנן לפרק את המבנה לאחר שישה חודשים[3], אולם בשל הפופולריות הרבה שצבר הוחלט להשאירו.
בשנת 2004 החל שיפוץ במבנה, וציפוי האלומיניום שלו, שדהה במשך השנים, הוחלף בפלדת אל-חלד. על מנת לממן את השיפוץ נמכר ציפוי האלומיניום הקיים לאספנים. השיפוץ הסתיים בתחילת 2006, והאתר נפתח מחדש לקהל בפברואר 2006.
הוספת תגובה חדשה