ОКБ Туполева активно участвовало в комплексной программе, в которой были задействованы несколько авиационных конструкторских бюро и множество научных институтов. Целью программы было исследование возможности использования ядерных реакторов в качестве силовой установки для самолётов. Директива Совета министров, изданная в августе 1955 года, поручала ОКБ Туполева и Мясищева работать над самолётами с ядерными силовыми установками, а конструкторским бюро Кузнецова и Люльки (ОКБ-276 и ОКБ-165) — разрабатывать соответствующие силовые установки.
ОКБ Туполева разработало амбициозную программу по проектированию и созданию больших самолётов с ядерными силовыми установками. Всё началось с переоборудования бомбардировщика Ту-95 «Медведь-А» в испытательный стенд для изучения воздействия радиации на оборудование и методов защиты экипажа самолёта с ядерным двигателем.
Этот испытательный стенд, получивший обозначение Ту-95ЛАЛ (летающая атомная лаборатория), был оснащён экспериментальным реактором и позволил получить много полезной информации по этим вопросам. В 1961 году он совершил 34 полёта.
Следующим важным шагом стал экспериментальный «119» (Ту-119). Как и Ту-95ЛАЛ, он был создан на базе Ту-95, но его внутренние турбовинтовые двигатели НК-12М были заменены на двигатели НК-14А с теплообменниками. В рамках уже проделанной работы ОКБ Кузнецова приступило к проектированию турбовинтового двигателя НК-14А, а ОКБ Туполева подготовило эскизный проект «119». Двигатели должны были быть готовы к установке и лётным испытаниям в начале 1970-х годов, после чего планировалось использовать четыре НК-14А на боевом самолёте с очень большой продолжительностью полёта — в частности, на противолодочной версии авиалайнера Ту-114 с ядерными двигателями. Однако эти планы были признаны нецелесообразными, и во второй половине 1960-х годов все дальнейшие работы над самолётами с ядерными двигателями были прекращены.