目前国内核电站主要使用的是UO2燃料,给我国提供大量5电力的同时也产生了大量含有长寿命高放射性废物的乏燃料。长寿命高放射性废物主要由长寿命裂变产物(LLFP)和镎、镅、锔等次锕系核素(MA)组成。而LLFP和MA主要是由U,Pu核素发生中子俘获反应生成的。如何妥善处置与减小它们产生的危害是核能发展过程中的重要问题。IMF燃料(惰性基质燃料)是由Pu O2与惰性基质组成的(本文研究的是由麻省理工大学提出的Pu O2-Zr O2-Mg O和Pu O2-Th O2两种惰性基质),由于其中不含有U核素,在焚烧Pu的同时还减少了核反应过程中产生的Pu,具有较好的超铀核素(TRU)销毁能力,是现在广泛研究的新型核燃料之一。热中子堆是目前国内最成熟、应用最广泛的堆型,而MA具有较大的热中子俘获截面与裂变截面,有文献表明在CANDU堆内采用混有MA的IMF燃料,可实现60%的MA嬗变率。由于MA具有显著不同于U、Pu的中子学特性,它的加入将对IMF燃料堆芯物理参数产生影响。探寻IMF燃料中MA添加量的允许上限是实现热堆嬗变MA的一个关键问题。因此研究MA在装载IMF燃料的热堆中的嬗变具有重要的意义。本文选取普通PWR燃料栅格与燃料组件作为研究对象,用MC方法比较研究IMF燃料栅格与UO2、MOX燃料栅格的中子学特性与不同燃料成分的IMF燃料栅格的中子学特性及可行区间,以及MA加入IMF燃料栅格与17×17燃料组件后对其中子学参数(无限增殖系数,燃料温度系数,慢化剂温度系数)的影响。研究表明,IMF燃料比UO2和MOX燃料有更硬的中子能谱,且MA的加入会引起燃料反应性的下降,因此在压水堆中嬗变MA需要提升燃料的富集度。并且Pu O2体积份额更大的IMF燃料的kinf随着MA加入的增多降低的相对小;加入MA的IMF燃料符合对燃料温度系数为负的要求,其中Pu-Th混合氧化物IMF燃料由于其H/HM较小,共振能区中子通量较大,而MA的加入拓宽了其共振能区,加强了共振吸收效应,因此其燃料温度系数随MA加入的增大而更负;加入MA使IMF燃料的慢化剂温度系数更负。本文研究结果对于热堆中MA与IMF燃料的应用与嬗变提供了参考依据。