核能的持续发展使得核电站卸出的乏燃料质量不断增加,这些乏燃料中含有多种对环境有害的放射性核素,主要包括次锕系元素(MA)和长寿命裂变产物(LLFP),国际上普遍认为加速器驱动次临界系统(ADS)是嬗变这些放射性物质的最佳堆型。文献调研发现高能质子加速器驱动次临界系统面临着技术复杂、成本高昂等问题,因此参考美国电子加速器驱动次临界系统TRIGA Mark Ⅱ的堆芯结构,设计了基于20 MeV能量的电子加速器驱动次临界系统,研究次临界系统燃料中引入放射性核素后对堆芯keff及嬗变率等参数的影响。本论文首先基于NJOY程序制作了 MCNP5程序光核数据库中缺乏的9Be、52Cr、58Ni、91Zr、235U、238U、55Mn等7种金属核素的ACE格式光核数据,随后基于MCNP5程序调用制作的光核数据计算了这些核素的光中子反应(γ,xn)微观截面,与不同国家评价核数据库的数据进行比较,确保了截面制作过程的正确性。计算结果表明金属铀-238的光中子反应截面大于MCNP5程序光核数据库其他核素的截面,并且熔点较高,适合作为电子加速器驱动次临界系统的靶材料。电子加速器驱动次临界系统采用MOX燃料作堆芯燃料,燃料中PuO2的质量百分比为0.9%,此时堆芯的keff达到0.983。当向MOX燃料中均匀添加MA核素或者LLFP时,计算结果表明加入LLFP中Tc-99对反应堆的keff和能谱的影响更小,且当Tc-99质量百分比在燃料中达到0.6%左右时堆芯的keff接近0.95,可以用于次临界系统的嬗变。在堆芯中加入Tc-99有三种方式:第一种是直接与MOX燃料均匀混合;第二种是将Tc-99制作成薄层包围在燃料棒外围;第三种方式是将Tc-99制作成嬗变棒来代替部分燃料棒。本论文重点研究了燃料中三种分布方式引入Tc-99后堆芯的各种物理参数,包括堆芯中子通量分布、外源中子有效因子φ*、有效缓发中子份额以及keff随燃耗时间的变化等。计算结果表明,Tc-99与燃料均匀混合方式下对堆芯的参数影响最小,同时Tc-99三种分布方式下keff随燃耗时间下降速度均逐渐减小。