核电的发展越来越迅速，必定将成为人类历史上举足轻重的一种安全、清洁的新型能源。各国也相继制定了本国的核电发展计划并付诸实施。我国也一直坚持发展核电的战略。有文献预计2030年核电站卸出的乏燃料总量将达到18936吨之多，核废物的处置也就顺理成章的摆在了人类的面前。而且，乏燃料中都含有一定量的长寿命且具有高放射性毒性的核素。如何处置这些长寿命高放废物是重中之重，也是目前国际上研究的热点课题。国际上提出的分离嬗变方法处置这些核素，并且公认加速器驱动（ADS）嬗变反应堆能很好的减少这些核素的含量。本文研究了ADS中冷却剂及燃料棒非均匀排布的优化组合方案，作者采用蒙特卡罗模拟方法，使用美国Los Alamos国家实验室开发的大型多功能通用MCNP5程序，建立相关数学模型，经过大量的试验，主要研究内容与成果表现在：1根据实际模型，利用MCNP5建立1:1比例模型，模拟计算燃料棒成分中²³⁸U和²³⁹Pu质量比例的变化对反应堆有效增殖系数Keff的影响，并给出不同冷却剂下相应的影响图表。(由于考虑经济效益，并且功率要恒定和一定的堆工的要求加速器束流功率不能太高，要使反应堆K_eff初始值0.98，浮动小于1%，)为生产燃料元件时的掌握元素比例提供参考；2快中子反应堆按冷却剂的不同可分为不同类型，为此根据ADS中常用的三种冷却剂进行蒙特卡罗模拟研究，给出局部范围内不同冷却剂对中子能谱的影响，并经行比较。其中液态钠冷却剂对中子能谱的影响较小，液态铅影响最大；3在冷却剂等条件确定的情况下，进行燃料组件非均匀布置的优化模拟。一般的ADS嬗变反应堆中的燃料组件都是统一排布，无任何差异性。经对比发现，不同的待嬗变元素含量不同对中子的能谱有不同的影响。本文对长寿命元素成份比例不同的燃料组件经行模拟对比，给出影响的图表，结果显示⁹⁹Tc质量分数较大时对中子能谱影响最大，而¹²⁹I质量分数较大时对中子能谱影响最小。4根据第3部分的结论，并根据反应堆卸出的乏燃料等实际情况考虑，制作出两种燃料棒，一种⁹⁹Tc质量分数较大，一种²⁴¹Am质量分数较大，将两种燃料棒制作成两种燃料组件，依次排布在反应堆的中心区域和外围区域模拟计算；之后，进行模拟计算。均匀排布方案和非均匀排布方案对比结果显示：²⁴¹Am排布在中心区域并且⁹⁹Tc排布在外围区域这种排布方案更为优化，也能从两种核素与中子的反应截面变化情况来解释，能达到最优化的利用中子的效果。