1961年春天，一架换上核发动机的图-95lal战略轰炸机制造完毕，停放在莫斯科附近的库宾卡机场。时任苏联航空工业部部长的杰缅季耶夫参观了这架飞机。图波列夫向他讲解核辐射的危害时说：“核反应堆的防护要求非常高，一根头发大小的缝隙都不能出现，否则那些中子们就会跑出来。”杰缅季耶夫不解地问道：“那又会怎样呢？”图波列夫想了一下，说：“假如在一个非常寒冷的天气里，您来到野外，将裤子的拉链拉开，结果会怎么样呢？”杰缅季耶夫哈哈大笑起来。
1961年5至8月，图-95lal共进行了34次试验飞行，多名试飞员、设计师、工程师和物理学家参加了测试。测试结果表明，这种飞机的性能差强人意，但存在的问题也不少，例如机体过重、续航能力不理想等。不过，最关键的还是安全问题，特别是在灾难情况下如何避免核污染。最终，图-95lal与其他试验飞机的命运一样，被长期搁置在机库里。20世纪70年代初，它被移交给伊尔库茨克航空技术学院，将核反应堆拆除后作为教学工具使用。在戈尔巴乔夫时代，美国和苏联达成大规模销毁战略武器的协定，出于保存本国现役核打击平台的需要，苏联政府拿图-95lal当“替罪羊”销毁，为被销毁战略武器充数。实际上，图波列夫对核动力战略轰炸机进行长达20多年的研究，除了图-95lal外，他还设计过图-119和图-120等机型。但这些飞机都只停留在图纸上。出于安全考虑，苏联政府最终放弃了核动力战略轰炸机的研究。
