平均热核反应率是表征热核聚变反应效率的特征量,是描述多个重要物理量的基础。在受控热核聚变系统中,通常情况下粒子处于相同温度的热动平衡状态,可以采用只与温度相关的平均热核反应率来描述该聚变系统反应速率。但在一些极端条件下,参与聚变反应的粒子可能偏离Maxwell速度分布,处于非热动平衡状态,如果直接采用平衡分布下的平均热核反应率来描述聚变系统反应速率,将忽略非平衡效应对聚变反应过程的影响,导致理论结果偏离实际情况。目前对于非热动平衡下平均热核反应率的计算已有一些工作,但仅限于一种粒子处于非热动平衡,而另一种粒子处于热动平衡状态的情况。该情况下的平均热核反应率计算通常采用速度分群数值积分法,但在精度或普适性上存在显著不足,需进一步研究适用于任意非热动平衡分布时平均热核反应率的精确计算方法。基于此,本文开展了以下工作：首先,研究了高能D粒子入射平衡T介质系统,采用Fokker-Planck输运理论计算了D粒子的慢化行为,分别针对入射单能D粒子和Maxwell分布D粒子,通过简化处理得到对应的两类慢化后D粒子的非Maxwell稳态分布,作为非平衡分布用于后续平均热核反应率的计算分析。其次,考虑非平衡分布下平均热核反应率必需直接计算六维积分,难以采用数值积分方法有效求解。蒙卡方法具有高效计算多维积分的优势,因此本工作采用蒙卡方法实现了适用于任意分布的平均热核反应率计算。针对典型算例,通过与直接积分法和速度分群数值积分法的对比计算,验证了平均热核反应率蒙卡计算方法的正确性,同时证明了新方法的计算精度高和适用范围更宽。最后,针对本工作关心的DT系统,基于前述两类非平衡速度分布,计算了D粒子慢化前后的平均热核反应率,分析了非平衡效应对DT聚变系统平均热核反应率的影响,结果表明不同的非平衡分布对平均热核反应率有显著影响。