二战末，美国在10万人的共同努力下，终于研制出了核武器，核武器对广岛和长期造成的损害，令各国为之震惊。在惊讶之余，人们也对核能产生了很大兴趣。核能也被称为原子能，是原子核经过核反应释放的能量。核反应主要有3种形式，那就是核裂变、核聚变和核衰变。
其实，早在19世纪末，一位名为汤姆逊的英国科学家就已经发现了这一现象，经过几十年的研究，人类对核能的了解越来越深，开始将这项能源运用到军事、能源、工业甚至航天航空领域。美国和苏联在冷战的时候，在核能的研制上，都投入了巨大的时间、资金和人力。
赫鲁晓夫上台后，十分崇拜核能，他认为，这种能源是未来应用前景最广泛的一种，只有掌握了这种能源，才能在和美国的争霸中，掌握主动权。当时，为了全方位压制美国，赫鲁晓夫授意苏联空军，研制一款核动力轰炸机。
苏联最著名的两家设计局：图波列夫设计局和米亚谢夫设计局是苏联的“御用”战机设计公司，这次的研制任务，也交由它们执行。研究工作开始之后，受技术水平的限制，进度一直很缓慢。
但1956年，苏联得知美国要对一架B-36战略轰炸机进行核动力改造时，苏联军方立即高度重视起了这项研制工作。在苏联军方的不断督促下，图波列夫设计局终于完成了最初的设计方案。
1961年，这家设计局又成功研制出了一台小型核反应堆，并顺利安装在了一架图-95飞机上，核动力飞机就算研制完成了。在核反应堆的支持下，这架飞机不需要加油就能飞行，从理论上讲，它可以永远保持飞行状态，只要飞机上的补给足够充足。
而且，就算美国发现了这款飞机，也不敢开枪将其击落。因为它携带的核反应堆辐射巨大，一旦被毁，将对地面造成无法估量的损失。也正是因为这个原因，苏联选择不再对核动力战机继续进行研究。