Разработка сверхдальнего военного самолёта с ядерным реактором, питающим турбовинтовые двигатели, началась в СССР в осенью 1965 года. Реактор было решено устанавливать на самый большой в истории турбовинтовой самолёт Ан-22. Новинка получила имя «Ан-22ПЛО».
Атомолёт предназначался для противолодочной обороны и летал на малой высоте. Он был способен к непрерывному 50-часовому полёту на расстояние до 28 тысяч километров. На самолёт устанавливались двигатели НК-14А.
В передней части располагалась кабина экипажа, за которой находится бытовой отсек. Поскольку самолёт мог садиться на водную гладь, в грузовом отсеке находился катер. Атомный реактор находился в кормовой части самолёта за свинцовым экраном толщиной 70 сантиметров. Для предотвращения риска катастрофы он был оснащён отдельным парашютом, с помощью которого мог совершить мягкую посадку — даже при крушении самолёта радиационного заражения не произойдёт.
С ядерным реактором на борту, самолёт совершил 23 испытательных полёта. По их результатам было принято решение о дальнейшей модернизации атомолёта, с целью повысить надёжность реактора. Также на базе самолёта возник проект тяжёлого сверхдальнего ракетоносца «Ан-22Р» с морскими ракетами.
Самолёт предназначался для семи членов экипажа. На него планировалось ставить четыре турбовинтовых двигателя, а в качестве вооружения — три пусковые установки с баллистическими ракетами Р-27. Но в начале 1990-х годов проекты «Ан-22ПЛО» и «Ан-22Р» были закрыты в результате «глобального потепления» между СССР и США.