中子学优化设计是进行复杂反应堆中子学设计的重要步骤之一。中子学设计涉及几何构造、材料成份、初装料等参数,各种参数之间相互影响、相互制约,通过手工进行优化设计不仅工作量大,而且难以找到最优方案,为了解决手工优化的限制,本文发展了一维中子学计算多目标优化程序。　　 本论文在充分调研了国内外中子学计算多目标优化研究进展以及多目标优化方法发展状况基础上,改进快速非支配排序遗传算法以适合一维中子学计算的多目标优化程序初级版本MOO1.0(Multi-Objective Optimization System),该程序能够在用户设定的临界度边界、反应率边界或能量沉积边界等反应堆物理或工程约束条件下,通过自动调节材料体积份额、几何尺寸、源强或燃耗步长等参数,实现用户设定的单个或多个中子学目标如有效中子倍增因子、中子通量密度、能量沉积、反应率等输运计算参数以及废料嬗变率、系统嬗变份额等燃耗计算参数全局最优。通过聚变驱动次临界堆(FDS-Ⅰ)初装料方案的优化对MOO1.0进行了校核:1)长寿命次锕系废料嬗变率单目标优化；2)长寿命次锕系废料和钚废料嬗变份额多目标优化,优化结果与手工遍历优化结果进行了比较,比较表明MOO1.0能够获得较优的结果,初步验证了程序的有效性。　　 最后,本文应用MOO1.0对聚变驱动次临界堆进行了优化设计与分析,主要包括:1)对FDS-Ⅰ燃料区厚度方案进行了优化,通过优化FDS-Ⅰ燃料区的厚度使得系统在各个燃料区功率密度基本展平的情况下嬗变份额达到最大；2)对聚变驱动次临界堆增殖包层结构进行了初步优化,主要包括裂变燃料增殖模块靠近等离子体和裂变燃料增殖模块远离等离子体等不同结构布局方案,并通过比较各种方案的中子学增殖性能,给出了在满足一定工程限制条件下较优的结构布局设计初步优化方案。