Esimene tuumaelektrijaam oli töös juba 1951, esimene tuumaallveelaev USS Nautilus sõitis reaktori jõul merele 1954. aastal. Tuumareaktorid leidsid koha ka jäämurdjate masinaruumis (Lenin valmis 1959). Kosmoses katsetati esimest tuumareaktorit 1965, ning terve rida kosmoseaparaate saab ka praegu elektrit väikestest raadioisotoopide termogeneraatoritest, mis kasutavad toorainena plutooniumit.

Külma sõja aastail üritasid ameeriklased ja venelased aga üksteise võidu välja töötada ka tuumajõul lendavaid lennukeid. Kasutusele neist küll ükski kunagi ei jõudnud. Probleem, mida lahendada ei suudetud, oli nimelt selles, kuidas kaitsta meeskonda tapva radiatsiooni eest. See, mis osutus allveelaevades tingimisi võimalikuks, enam lennukites ei toiminud.

Alates sellest, kui kontinentidevahelised ballistilised raketid 1960. aastatel kasutusse tulid (mis teatavasti oleks suutnud mehitamata tuumapommi vastase territooriumile toimetada), kadus ka mõlemal poolel huvi tuumalennukite järele.

NB-36H ja X-6

Juba 1946 käivitasid USA õhujõud nn NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft) programmi, mis 1951. aastast alates kandis nime ANP (Aircraft Nuclear Propulsion). Seal töötati välja tuumaenergial töötavaid reaktiivmootoreid General Electricu ja Pratt & Whitney projektide põhjal. Kaks B-36 lennukit oli kavas tuumamootoritega varustada, millest valmis sai küll proovilennuk NB-36H, teine, Convair X-6 ei jõudnudki valmida, enne kui programm tühistati.

Tuumajõul lendava pommitajana oli kavas ka välja töötada lennuk WS-125. Kuigi juba president Dwight D. Eisenhoweri ajal tõmmati programm otsadega kokku, lõpetas tuumalennukite arendamise lõplikult John F. Kennedy, 1961. aastal.

Esimeseks kasutatavaks tuumalennukimootoriks sai 1956. aastal valminud General Electric J47 turboreaktiivmootor, selle edasiarendus J87 sai jõudu kahest kaetud tuumareaktorist. Mootorites üritati tuumareaktorist eralduvat kuumust reaktiivmootorite jõuallikana ära kasutada, valmis ka esimene tuumamootor raudteevedurile, mis küll ei andnud soovitud tulemusi, ka mootoriprogramm (projekt Pluto) lõpetati 1964.

Tu-119

Vahele jäi ka USA meediamull, mis algas libateatega 1958. aastal, et venelased olevat juba tuumajõul lendava lennuki valmis saanud. Ameeriklased tundsid juba tõsist hirmu, et on arendustöös mitu aastat vastasest maha jäänud ja seega paisati tuumalennukite programmi veel raha juurde. Hiljem küll ilmnes, et piltidel näidatud Vene lennuk oli tegelikult tavaliste mootoritega M-50 ja seegi ei saanud kunagi valmis.

Tõsisem Vene plaan oli ehitada tuumalennuk Tupolev TU-119 ehk TU-95LAL (lendav tuumalaboratoorium ehk nn atomolet, aatomlennuk), millel oli neli tavalist turbopropellermootorit ja lisaks pardal olev tuumareaktor. Ainsa prototüübiga tehti ka 34 testlendu aastail 1961-1965, ja kui selgus, et ameeriklaste katsed selliste lennukitega on lõpetatud, kadus ka NSV Liidus tuumalennukite vastu huvi.