蒙特卡罗方法广泛应用于核系统分析与计算中。随着计算机技术不断提高,高精度、大规模蒙特卡罗计算成为分析和计算反应堆相关问题的重要手段。燃耗计算是反应堆高精度计算分析的基础,通过和热工水力、材料学程序耦合,可以进行完备的反应堆行为模拟。本课题基于自主研发堆用蒙卡程序RMC,对蒙卡燃耗计算相关的若干问题展开研究,内容主要包括以下几个方面。首先是蒙卡燃耗计算耦合问题,涉及耦合策略和数值稳定性两个方面。在耦合策略方面,课题对两种不同方式的预估校正方法进行研究,即基于核密度的预估校正方法和基于中子通量和等效单群截面的预估校正方法,定量验证两种预估校正方法在计算精度和计算效率上的等效性。基于第二种预估校正方法,课题研究了高阶子步预估校正方法,进一步增加蒙卡燃耗计算的步长,提高蒙卡计算效率。在蒙卡燃耗计算数值稳定性方面,已有的平衡氙方法及其变形都是在大步长恒定功率条件下使用,考虑到短时变功率的计算需求,课题提出通用平衡氙方法,可以有效抑制短时间变功率工况的氙振荡现象。其次是空间自屏效应对燃耗计算的影响。本课题定量分析了燃料棒径向分区对蒙卡燃耗计算的影响,证明不含毒物的燃料棒中共振自屏效应对计算结果无显著影响,而含可燃毒物的燃料棒中,由于钆造成的热中子空间自屏效应,径向分区将对燃耗计算结果产生显著影响。课题提出等效截面方法,在不分区条件下准确计算增殖因子。在线添换料是第四代反应堆的重要特性之一,为给模拟和分析诸如熔盐堆、高温气冷堆的动态运行过程构建基础,课题在开发在线添换料燃耗计算功能,使用伪核素法实现对燃耗过程中氙毒去除、燃料添加过程的模拟。最后是热化数据处理方法研究。课题首先研究了传统的热化数据处理方法,研发THERMC程序模块,实现基于评价数据的ACE热能区中子散射数据。进而进行基于抽样方法的热化数据在线处理方法研究,从慢化剂材料热化相关声子能谱数据出发,得到热散射律数据,利用自主研发的SabFit程序制作温度相关拟合系数,生成动量、能量转移分布律,在RMC中通过在线抽样方法描述热散射之后的出射中子状态,构建累积概率密度网格时采用倒栈算法,提高计算精度和抽样效率。通过这种在线处理方法可以有效减少燃耗计算过程中的内存开销,热化数据存储需求降低到原来的10%。