在氟化物熔盐相直接将UF₆中转化为UF₄是熔盐堆燃料盐的合成及重构的候选工艺之一。其中，UF₃是该工艺过程的重要中间产物，其含量是开展工艺研究的关键参数之一。本文采用X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）内标法测量氟化物体系中的UF₃含量，分析了不同组分的固态熔盐样品，建立了UF₃含量的测量分析方法。首先以刚玉（α-Al₂O₃）为内标，获得了UF₃在1.00~10.00 wt%含量范围时，LiF-BeF₂-UF₃熔盐的XRD峰高度内标曲线（R=0.986）和峰面积内标曲线（R=0.995）。然后应用这两条内标曲线测量已知含量的LiUF₅和UF₃固体混合样品，结果表明峰面积内标曲线具有更好的准确度，测量相对误差不大于8.7%。最后分别对快速冷却的LiF-BeF₂-UF₃固态熔盐样品和自然冷却的LiF-BeF₂-UF₃-LiUF₅固态熔盐样品进行测量，测量结果的相对误差不大于5.4%。以上结果表明：本文建立的XRD内标法可以用于混合氟盐样品的UF₃分析，并具有较好的测量精度和重复性。

核电仿真技术被广泛地应用于反应堆设计、安全分析、独立安全评价、事故缓解措施、控制与保护系统设计与优化、先进主控室设计验证、操作员培训等方面的研究，有效地提高了核电厂的安全性和经济性。为满足液态燃料熔盐堆实时建模与仿真需求，基于实验物理与工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control System，EPICS）的开源、开放式架构，集成了具备实时动态交互功能的液态燃料熔盐堆系统分析程序RELAP5-TMSR和图形化人机交互界面模块，扩展了可视化控制与保护系统模块，开发了适用于液态燃料熔盐堆的开放式实时建模与仿真平台ThorTypography。以熔盐实验堆（Molten Salt Reactor Experiment，MSRE）的启泵、停泵、自然循环和反应性引入实验作为基准题，对ThorTypography平台开展了正确性验证和实时性测试。验证和测试结果表明：ThorTypography实时建模与仿真平台的计算结果和RELAP5-TMSR独立计算结果基本一致，均与MSRE实验数据符合较好；实时性测试数据显示，平台具有良好的实时性能。ThorTypography适用于液态燃料熔盐堆系统实时建模与仿真，能够为熔盐堆设计、运行和安全分析提供有效的支持。

液态燃料熔盐堆的堆芯流量分配设计是其热工水力设计中的重要一环，目的是实现堆芯流量分布与功率分布的匹配，消除堆芯内的热点，而堆芯的水力结构设计对堆芯流量分配起着决定性作用。本研究建立了液态燃料熔盐堆的1/12堆芯模型，使用ANSYS FLUENT16.0软件进行了三维流场数值模拟，通过调节上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室结构和流量分配装置进行优化，最终实现堆芯流量分布与功率分布的匹配。结果表明：增加上腔室高度可以平衡内外通道的流量分布差异，改善流量分布均匀性；增加下降环腔宽度可以减缓环腔出口处的下腔室涡流，同时展平流量分布，使流量与功率更好的匹配；增设导流围筒的圆柱型下腔室结构可以更好的抑制下腔室涡流，同时使流量分布更趋于平缓。基于上述分析，最终确定了最优的半椭球型上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室几何结构与尺寸等参数，并设置倾斜非均匀孔径分布的导流围筒。以上结果对液态燃料熔盐堆的工程优化设计具有参考价值。