构造了不含反射层和含轻材料(低原子序数材料)反射层高浓铀次临界模型, 利用蒙特卡罗程序模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程, 通过调整活性区、反射层尺寸和密度, 调整活性区和整个系统的有效增殖因子k_eff值, 获得不同条件下活性区中子数(对不含反射层系统, 活性区为系统本身)、泄漏γ射线计数率及γ计数率和活性区中子数比值随时间变化关系。研究了脉冲源法对不含反射层和含轻材料反射层次临界系统的适用性和限制条件。研究结果表明: 脉冲源法仅适用于活性区近临界(活性区的k_eff值接近1)的次临界系统, 活性区越接近临界, 泄漏γ计数率越能准确反映活性区裂变衰减特性。给出了高浓铀次临界模型中确保脉冲源法适用的活性区k_eff限值, 并讨论了脉冲源法应用于动态次临界系统的可能性。

针对点堆动力学理论解释脉冲源法测试原理时存在的问题, 基于无源中子输运方程分析次临界系统总中子数、泄漏γ射线计数率随时间的变化关系。理论分析表明: 脉冲中子源作用结束后(无源条件下), 在一定时间范围内, 泄漏γ射线计数率和总中子数近似成正比, 两者随时间变化服从近似指数衰减规律, 反映系统本身的裂变衰减特性, 可以由总中子数和γ射线计数率求解瞬发中子衰减时间常数。基于蒙特卡罗程序构造类Godiva裸铀球次临界系统, 模拟脉冲中子源作用下中子和γ射线输运过程, 计算总中子数、泄漏γ射线计数率及两者比值随时间的变化关系, 结果与理论分析一致; 利用脉冲源法由总中子数、泄漏γ射线计数率计算瞬发中子衰减时间常数α₀, 得到与α-k迭代一致的α₀。说明总中子数、泄漏γ射线计数率可以准确反映系统本身的裂变衰减特性。此外, 根据理论分析和模拟计算给出脉冲源法可用数据的时间范围, 分析泄漏γ射线计数率和总中子数比值的影响因素。

发展了（α，n）反应中子产额与能谱蒙特卡罗直接模拟方法，该方法采用通用的连续碰撞方法与SRIM程序计算的阻止本领模拟α粒子慢化过程，采用基于JENDL/AN-2005加工后ACE格式数据库计算（α，n）反应中子产额与能谱。基于NPTS程序研制了（α，n）反应模拟功能，轻核（α，n）反应产额与实验结果符合较好，B、F、O靶出射中子能谱与实验结果符合较好，而C、Al、Si与实验结果有一定差异。