众所周知,开展科学与技术研究大致有三种主要形式或手段,即基础研究、模拟研究、实验研究。模拟研究是基础研究步入或迈向应用基础研究不可或缺的技术方法或发展阶段。因受限于核辐射理论开展核材料识别技术研究之核材料或核部件具有强放射性的特殊性,以及使用核材料或核部件进行面向核军控核查识别技术研究的保密性,采用蒙特卡洛方法（Monte Carlo,MC）对核材料或核部件进行核信号分析与处理,乃是目前国内外核科学技术专业领域公认的最通用的研究工具。本文依托国家自然科学基金项目“252Cf源驱动核材料裂变中子脉冲信号的压缩感知理论应用基础研究”（项目编号:11605017）,采用MC方法,立足核材料识别系统（NMIS）和现场核材料识别系统（FNMIS）,开展面向FNMIS的中子CT成像模拟试验研究,借以中子成像图像信息进行核材料属性的分析与识别。论文研究内容主要包括:（1）研究了基于252Cf源驱动的时频域信号NMIS测量原理和分析方法。构建了三通道模拟仿真NMIS,模拟了252Cf源中子驱动核材料裂变的中子输运过程,获得了各通道中子脉冲时域信号,通过相关分析法,提取被测材料的时域特征标签,以此用于核材料的属性识别。（2）研究了基于NMIS测定不同类别核材料以及核材料不同状态时的表现。开展了裂变材料（HEU,DU）以及非裂变材料（Fe,Pb,polyethylene）的对比测量分析研究;开展了裂变材料的富集度属性、几何形状属性以及裂变材料的屏蔽层效应研究。研究结果表明,基于252Cf源驱动构造的NMIS,能够有效区分裂变材料以及非裂变材料,识别裂变材料的富集度属性。同时,研究还表明,材料的几何形状以及有无屏蔽层等物理测量条件对识别结果影响较大。因此,在测量条件未知的情况下,NMIS识别结果可靠性不高,易造成误判。（3）研究了直射中子成像理论,包括透射（Digital Radiography,DR）成像及层析（Computed Tomography,CT）成像。直射中子在穿过物体时,服从lambert-beer定律,通过中子的入射强度与出射强度的差异,可以获取物体的衰减系数分布。直射中子DR成像获得物体在平行中子束方向上的投影,直射中子CT成像得到中子束穿过物体的断层图像。研究表明,通过直射中子DR图像以及CT图像能够一定程度上获得待测核部件内部结构信息,这可以为属性识别提供可靠的参考价值。（4）研究了针对识别裂变材料的平行准直诱发中子CT成像理论及重建算法。为了在图像上直接区分核材料的易裂变核素与稳定核素,根据核材料的诱发裂变反应原理,选择合适的“裂变时间窗口”,获得了诱发中子并用于CT成像。研究表明,诱发中子CT能够对易裂变核素进行空间定位以及展示裂变核素富集度信息。DR与CT图像信息的引入,可以对NMIS系统各项性能得以提升,且效果显著。尤其是,诱发中子CT能够准确重构被测核材料易裂变元素的空间分布和浓度信息,在面向未来的核军控核查以及防止核扩散应用中,可以发挥重要作用。（5）总结了论文主要研究工作以及所取得的成果,还对今后研究工作进行了展望。