燃耗计算精度对提高乏燃料贮存效率有着重要影响，在应用燃耗信用制时，燃耗计算得到的核素成分偏差决定了乏燃料贮存的临界安全裕量。不同燃耗计算模型所得到的核素成分偏差各不相同，为提高燃耗计算精度，提出了一种装载不同燃料富集度的多组件燃耗计算模型，并使用不同燃耗计算模型分别对TMI-1反应堆NJ07OG组件中的6个样本进行了计算、对比和分析。结果表明，相比其他模型，考虑不同燃料富集度的多组件模型得到的²³⁵U、²³⁸U和²³⁹Pu等核素平均相对偏差更接近于零且6个样本的相对偏差分布更为平均。

核临界安全分析是保证乏燃料后处理厂安全性的关键技术，而现有核临界安全事故分析程序中，或在几何适用范围上受限，或由于计算效率低而工程实用性差。因此，亟需研发一套适用范围大、计算精度高的临界安全分析方法，提高对核临界事故的分析精度，为乏燃料后处理厂提供技术保障。为此，本文针对乏燃料溶液系统特性，基于零维超细群截面制作与全问题并群方法、预估-校正准静态中子动力学计算方法和二维轴对称热工-辐解气体模型，开发了相应的计算程序模块，最终形成了一套具备并行功能的三维乏燃料溶液系统临界安全分析程序hydra-TD。进一步利用该程序对法国SILENE实验装置进行了验证，结果显示：第一裂变功率峰、倍增时间、总裂变次数等关键参数的误差较小，证明hydra-TD程序正确模拟了燃料溶液系统临界过程中的多物理过程，具备临界安全分析的能力。