加速器驱动次临界系统(ADS)是分离嬗变原理的具体体现,是核废料终端处理设备,是核电站可持续发展的必经之路。其中,液态铅铋合金(LBE)是加速器驱动次临界系统(ADS)重要的散裂靶材料和冷却剂候选材料,其热工水力特性是ADS研发的基础。铅铋流动界面特性对ADS系统产生重要影响,与铅铋流动界面相关的一系列热工力学现象(如热分层、流致振动现象)均为研究热点。研究铅铋流动界面特性,对促进我国ADS进一步发展有重大意义。通过对经典定律的推算以及拟合其他学者的实验研究数据,得出更趋近实验值、精确度高的物性拟合公式；并以Fortran语言为基础编制的程序NCEPU-LBETP,实现了对液态铅铋合金熔沸点、密度、比热容、动力粘度和热导率的计算。并且编制了管束流致振动计算程序NCEPU-LBEIV,实现了对铅铋-水换热器流致振动主要参数的计算。液态铅铋合金热分层现象对系统的安全运行构成隐患,为保障整个ADS系统的安全,采用计算流体力学分析方法,通过改变边界条件,对ADS回路铅铋热分层现象进行了数值模拟。分析结果表明：随时间的推移,铅铋加热段热分层现象不断稳定；流体流速、加热功率的变化对于热分层影响很大；铅铋自然循环中,热分层最严重的区域存在于变温段；且在回路中,热分层状态不同；回路温差较大时,流速提高,热分层现象较明显；回路管径较大时,流速降低,热分层现象不明显；流速较低时,局部区域热分层现象趋于消失；流速较大时,最大温差截面温差加大；并给出了相应的消除热分层措施。流致振动现象对系统的安全运行也具有相当威胁,以铅铋-水管壳式换热器为研究对象,建立模型,编制程序,并结合流致振动判断依据,计算得出了管束流致振动的基本机理,最终给出防振措施。最后结合自身研究需求,对铅铋循环回路实验台架进行了设计,给出台架设计图和相关系统的说明,提出铅铋流动热分层、流致振动实验方案。本研究工作为后续铅铋实验台架的搭建和铅铋热工力学实验奠定了基础。