随着计算机硬件的飞速发展以及反应堆新堆型的不断提出，中子输运蒙卡方法以其几何与能谱普适性的优点，在反应堆物理分析中发挥着越来越重要的作用。然而，目前为止，蒙卡方法的应用范围主要局限于反应堆物理稳态分析，其普适性的优势并没有在反应堆物理瞬态分析中得到充分发挥。同时，蒙卡方法在计算效率方面也不尽人意，难以满足日常反应堆物理分析对计算耗时的要求。基于以上原因，本课题基于堆用蒙卡程序RMC，对蒙卡瞬态计算方法和蒙卡GPU异构并行加速展开研究。蒙卡瞬态计算方法包括两种，一种是直接模拟法，另一种是准静态类方法。蒙卡直接模拟法依据第一性原理，虽然精确，但耗时严重，实用性不强。本课题深入研究了蒙卡准静态类方法。首先对蒙卡改进准静态方法进行了研究和分析，探讨了其对连续能量瞬态问题的处理能力，研究表明，该方法难以很好地适用于连续能量瞬态问题。然后本课题重点研究了预估修正准静态方法，提出了连续能量的全蒙卡预估修正准静态方法，克服了该方法在实现上的困难，并设计了点堆参数统计、固定源方程求解以及固定源生成等相关关键算法。据此，本课题开发了RMC瞬态计算模块，通过大量多群基准题和连续能量压水堆组件瞬态问题验证了模块的正确性。RMC瞬态计算模块具有计算耗时可控的优点，相比于直接模拟法程序，延长了可模拟的瞬态持续时间。为提高蒙卡计算效率，本课题结合计算机硬件领域的最新研究成果，对中子输运蒙卡程序的GPU加速方法展开了研究。首先，针对连续能量的蒙卡程序，考虑到GPU的SIMT（单指令多线程）细粒度并行模式的特点，本课题提出了局部加速算法。将RMC几何模块作为GPU局部加速对象，提出了基于事件驱动的加速策略和中子向量的概念，实现了RMC几何模块的GPU局部加速，加速效果良好。然后，针对RMC多群输运模块，本课题对GPU全局加速算法做了研究，重点研究并行负载平衡算法。为满足GPU细粒度并行的要求，提出了基于中子输运步的负载平衡算法，实现了RMC多群输运模块的GPU全局加速，加速效果理想。本课题基于RMC，针对现有蒙卡方法在功能和计算性能上的不足，对蒙卡瞬态计算方法和蒙卡GPU异构加速方法做了深入研究，不仅拓展了RMC的应用范围，也提高了其计算效率，且对后续的蒙卡异构加速研究具有较高的借鉴意义。