由于研究堆的运行特性与核电站不同,即堆芯内的样品辐照多样化、反应堆频繁启停,尤其根据需求可能在碘坑中开启反应堆。而现有计算方法和程序软件无法完全满足需求,需要重新开发适于研究堆运行特性的燃料管理系统,跟踪反应堆燃耗分布,有效防止超燃耗引发的燃料组件破损。本研究建立了一套基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合研究堆燃料管理方法,编制了计算程序MCBMPI,进行了基准题的正确性验证和加速性能验证,并依据300#反应堆的物理实验结果进行了实验对比分析,结果表明该方法具有较好的适用性,对保障反应堆安全运行具有重要意义。主要包含以下研究内容:首先,研究了输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合计算方法,开发了多耦合燃料管理程序MCBMPI。该程序采用了系列先进算法,包括输运-燃耗耦合的预估-校正算法、燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法等。并采用算例对燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法分别进行了验证。其次,用基准题对程序进行了正确性验证,详细对比了本征值和燃耗末期的核素浓度。用300#研究堆对该程序进行了完整的氙平衡中毒及碘坑实验对比和燃耗反应性实验验证。最后,根据堆芯换载的计算需求,基于PyQt开发了堆芯换载可视化界面程序。该界面程序可以实现堆芯换载建模所需的必备功能。通过以上研究,得出如下结论:MCBMPI燃料管理程序通过基准题验证,计算结果与基准结果吻合得很好,并且整体加速比优于MCNP5MPI的并行输运的加速比,取得了较好的并行加速性能。通过燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法等算法改进,可大幅提升蒙卡燃料管理的计算速度。采用50000群的超精细群方法,相较于234个核素的反应率计数方法,计算速度提升了 27倍。300#反应堆的临界搜索结果表明,与常规插值法相比,加速了 5.6倍。通过实验对比可知,氙平衡中毒及碘坑实验曲线与计算曲线趋势一致,燃耗反应性实验值与计算值仅相差8%,总体而言实验与计算具有较好的一致性。