小型反应堆具有安全性高、运行灵活、建造周期短及多用途等优点,已成为许多国家研究的热点。基于UHx-H2体系的微型自控反应堆(HRSR)是一种新型反应堆,具有良好的发展潜力。要建立该堆,需要对铀氢体系的中子学性能进行详尽的研究。本文运用蒙特卡洛计算程序MCNP研究了HRSR反应堆堆芯中子学性能。首先对HRSR反应堆的原理和燃料特性进行了分析,然后设计了铀床模拟实验对堆芯燃料铀氢化物的填料密度规律进行了研究,将得到的参数作为HRSR堆芯理论模型设计的基本输入参数。运用MCNP程序的重复结构功能为HRSR堆芯建立了精确的物理计算模型,并对其进行了临界计算分析和中子能谱计算,还分析了不同能量区间中子对中子通量密度分布的贡献大小,也对中子通量密度分布和裂变平均沉积能分布进行了分析。结果表面：氢压及氢含量与体系临界系数基本成线性关系；随着热导管管间距的减小,体系的临界系数减小；在临界状态下,中子通量密度径向分布与圆柱形均匀裸堆理论结果类似,轴向偏离余弦分布；体系的裂变平均沉积能分布与中子通量密度分布相同。然后本文还对HRSR堆芯模型中的热导管排布进行了优化,得到最合理的排布方式使得体系的裂变平均沉积能分布得以展平,可以提高堆芯的输出功率。本论文的研究不仅可以为基于铀氢体系的微型自控反应堆的设计提供理论参考,同时对小型堆的应用和发展具有重大的意义。