На первом этапе работ создавался наземный стенд для отработки самолётной ядерной силовой установки. 28 марта 1956 года вышло Постановление СМ СССР, в соответствии с которым начались работы по проектированию и созданию летающей лаборатории в КБ Туполева. В качестве базового решили использовать стратегический бомбардировщик Ту-95М. Было решено переделать самолёт для исследования влияния работающего ядерного реактора на оборудование и аппаратуру самолёта, для изучения вопросов биологической защиты экипажа и для получения опыта эксплуатации ядерного реактора на борту летательного аппарата.
В 1958 был готов наземный стенд и самолёт Ту-95ЛАЛ (заказ 247) с ядерным реактором в грузоотсеке. Реактор был оснащён гидравлическими подъёмниками для удобства обслуживания. Первый пуск реактора наземного стенда был произведён на семипалатинском полигоне в 1959 году. Самолёт был переоборудован к 1961 году и с мая по август было выполнено 34 полёта.
Выполнялись полёты как с горячим, так и с холодным реактором. В основном, проверялась биологическая защита кабины экипажа. По результатам испытаний было решено продолжать работы по данной теме. Начались работы по проектированию экспериментальной машины «119».
На Ту-119 предполагалось установить два внутренних ТВД с теплообменниками типа НК-14А и два внешних — штатные НК-12М. К началу 70-х годов планировалось начать лётные испытания самолёта. Следующим этапом планировалось создать полноценный боевой самолёт противолодочной обороны с ЯСУ — четырьмя НК-14А. Предполагалась большая длительность полёта, ограниченная только возможностями экипажа.
Экипаж и экспериментаторы располагались в передней герметической кабине, где был установлен датчик, фиксирующий излучение. Кабина была защищена экраном из свинца. Второй датчик был установлен в районе грузоотсека, где располагалась боевая нагрузка. Третий датчик находился в задней кабине. В средней части фюзеляжа располагался отсек с реактором с мощной защитной оболочкой.
Примерно в это же время исследованиями по самолётам с ЯСУ занимались и в США. Как и в СССР, проводились полёты с работающими реакторами на борту. Но, приблизительно в одно время, в начале 1960-х годов все работы по ЯСУ атмосферных летательных аппаратов были прекращены. Одной из возможных причин прекращения работ является тот факт, что в случае авиакатастрофы последствия от падения летательного аппарата с ядерным реактором на борту были бы катастрофичными.
