本文借助数值模拟与理论分析相结合的研究手段，主要研究双冷嬗变次临界包层中子物理学方案设计优化和安全特性。 中子学方案设计优化是在充分分析聚变次临界堆中子学特点的基础上，确立聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层的中子学优化设计目标和原则，利用多功能中子学程序系统VisualBUS和核评价数据库HENDL的研究手段，对方案进行数值模拟，对可能的包层设计方案进行中子学优化分析。通过模拟计算和物理分析给出了满足运行在次临界条件下(keff＜1)、氚燃料自持(TBR＞1)、最大功率密度控制在目前热工水力设计容易实现的范围内(Pdmax＜100MW/m3)、高放长寿命锕系废料LLMA和Pu废料均按典型压水堆废料比例保持装料量和嬗变量相互基本一致等要求的一个中子学优化参考方案。 在中子学优化参考方案的基础上，中子学安全特性研究则重点关注“次临界条件下反应性变化效应”和“外中子源效应”两方面。利用三维蒙特卡罗计算程序和考虑温度效应的连续能量数据库对参考方案的燃料Doppler效应、冷却剂空泡效应以及燃耗效应等反应性系数进行计算和分析，证明了由于次临界的运行特点，这些反馈无论正负都不会导致超临界危险事故的发生。