对于能源领域的科研人员来说，最大的梦想莫过于为人类找到一种可持续发展的能源。所谓可持续能源，是指即能满足当代人需求，又不损害后代，并且能够实现可持续供应的能源。针对这个目标，科研人员从多个领域进行了探索，如太阳能、风能、氢能等。在这些领域里，也包括了对可持续核能的探索。
核能要想成为一种可持续发展的能源，必须解决两大问题，分别是核燃料供应和核废料处理。
核燃料供应属于前端问题，只有核燃料供应得到了保障，才有所谓的可持续发展。核废料处理属于后端问题，只有将核废料进行妥善处理，才能满足不损害后代的基本要求。针对这两个问题，核能领域的科研人员开展了大量的研究工作，如美国能源部发起的第四代反应堆研究计划、比尔·盖茨投资开发的行波堆等。作为目前世界上核能发展规模最大的国家，中国同样也在积极探索可持续核能。
2011年1月，中国科学院在“创新2020”新闻发布会上，正式宣布启动战略性先导科技专项“未来先进核裂变能”。该专项针对核燃料供应和核废料处理这两大问题，分别设立了“钍基熔盐堆核能系统(TMSR)”和“ADS嬗变系统”两大研究项目。
裂变反应的基本原理是，原子核是由中子和质子组成的，其中质子带正电荷，中子不带电。一个处于稳定状态的原子核，里面有两种力在起作用，分别是库伦力和核力。库伦力是指带正电荷的质子之间相互排斥的力；而核力是一种只有在原子核尺度内才有的力，这种力把原子核内部的质子和中子聚集起来，形成一个近似球形的稳定原子核。当有外来的力打破原子核内部力的平衡时，原子核便可能分裂开来，这便是所谓的裂变反应。
理论上，只要能发生裂变反应的物质，都可以用作核燃料。但实际上，只有三种元素是比较容易发生裂变反应的，它们是铀-233，铀-235和钚-239，称为易裂变核素。在这三种易裂变核素里，只有铀-235是自然界中天然存在，所以我们现在的核电站才使用铀-235作为核燃料。铀-235在天然铀矿里的含量不到1%，其储量非常有限。
对于乏燃料的处理，目前有两种不同的思路。
一种方法是直接将乏燃料进行封装固化，然后深地填埋，称为“直接处置（Direct disposal）”。这种方法操作简单，便于防止核扩散，但由于需要在地质层中长期存放，其环境风险无法预期，同时还浪费了很多可利用的资源。另一种方法是将其中可以回收利用的元素如铀、钚等提取出来，进行再利用，剩下的MA和LLFP再固化封装，进行最终处理，称为“再处理（Reprocessing）”或“闭式循环”。
要实现核废料的ADS嬗变处理，需要建造一台能量和稳定性都很高的质子加速器，还要掌握可靠的散裂靶技术和先进反应堆技术（如铅铋反应堆），其技术难度可想而知。目前，世界上还没有成功建造ADS的经验。中科院设立的“ADS嬗变系统”，目标就是要攻克这一系列的难题，建成一座ADS嬗变系统。如果中科院的计划能够顺利推进，我国将极有可能成为世界上第一个建成ADS嬗变系统的国家。