随着我国核电的快速发展,装机规模的不断扩大,核电乏燃料的合理处置越来越受到人们的关注。尤其是乏燃料中的长寿命高放射性废物,其安全处置不仅影响到核电的可持续发展,还关系着人类生态环境的安全。Tc-99作为乏燃料中的一种主要长寿命裂变产物,其具有长半衰期、低矿物吸附性、易溶于水等特点,极易扩散到自然环境中,构成了对人类生态环境的长期威胁,开展Tc-99的安全合理处置技术研究具有重要意义。分离-嬗变的技术方案可以有效解决Tc-99的安全处置问题。将Tc-99分离后,通过中子嬗变技术,Tc-99可以俘获单个中子变成稳定非放射性核素Ru-100,从而消除其放射性危害。热中子堆作为世界商用反应堆的主力堆型,经过几十年的发展,其技术已较为成熟,相比于其它诸如快中子堆、加速器驱动的次临界反应堆(ADS)等仍需进一步发展成熟的嬗变堆型,热中子堆在技术上具备大规模进行嬗变应用的可行性。本文主要对热中子堆嬗变Tc-99的嬗变特性进行研究。利用MCNP中子输运程序,我们完成了常见压水堆堆芯模型的搭建工作。Tc-99以金属形式引入堆芯,引入方式为Tc-99薄层包覆燃料元件棒。此种引入方式可以减小Tc-99引入对堆芯反应性带来的负面影响,同时降低嬗变靶区的空间自屏效应。本文研究了Tc-99薄层不同厚度情况下对堆芯Keff产生的影响。计算结果表明,当薄层厚度为0.0065mm时,堆芯初始keff下降至0.98530。随着薄层厚度的增加,Tc-99引入量也随之增大,堆芯keff的下降程度也进一步增大。由于Tc-99的引入可以降低堆芯的反应性,一定程度上起到了毒物的作用,因此,Tc-99可以部分替代堆芯毒物,本文初步研究了Tc-99替代部分堆芯毒物的可行性,并进行了量化计算。经过计算,我们发现,在一定范围内,通过减少可燃毒物棒数量或适当降低冷却剂中硼酸浓度,可以使反应堆重新临界。其中,当Tc-99薄层为0.2λ。即0.0065mm时,可以将硼酸浓度降低149ppm,或在反应堆中减少48根可燃毒物棒并适当降低硼酸浓度,使反应堆重新临界。此外,本文还完成了Tc-99的嬗变率计算工作。随着薄层厚度的增加,Tc-99初始装入量的增大,Tc-99的绝对嬗变量也随之增大,然而,Tc-99的嬗变率呈现下降趋势。当Tc-99薄层厚度从0.05λ。增加至0.2λ。,Tc-99的年嬗变率从7.656%降至7.109%。其中当Tc-99薄层为0.2λ。时,此时Tc-99的总装量为291.37kg,Tc-99的年嬗变量为19.340kg,与堆芯的年产生量基本相等,此时Tc-99的产生与嬗变消耗基本达到平衡。