钍基核能具有资源储量丰富、燃料增殖能力较强、超铀物质生成量少、防止核扩散能力强等优点,成为未来核能发展的重要方向。由于钍燃料中不含易裂变核素,不能直接在现有的反应堆中使用(需要易裂变驱动燃料),目前还未能实现大规模有效利用。加速器驱动次临界系统(ADS)由于依靠外源中子驱动、运行在次临界状态,具备中子能谱硬、中子余额多等特点,适合装载钍燃料运行。结合钍燃料与加速器驱动次临界系统的优势,本文开展了加速器驱动次临界钍焚烧堆(CLEAR-Th)概念设计研究,并进行了CLEAR-Th中子学方案的设计和分析工作。本文根据CLEAR-Th的总体定位,从安全裕度、能量产出、质子束流流强和燃耗深度等方面提出了中子学设计的原则与目标。在调研分析国内外相关ADS研究基础上,从散裂靶、燃料、冷却剂、结构材料和堆芯布局等方面,给出了以钍钚混合氧化物为燃料,液态铅铋作为冷却剂,T91钢作为包壳材料和结构材料,初始有效增殖因数keff为0.98的初步概念方案,使用超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC,从核燃料易裂变物质份额、燃料区高度与半径比和径向反射层厚度方面开展了CLEAR-Th中子学优化工作。针对CLEAR-Th中子学方案,从燃耗情况、反应性系数、燃料循环管理三方面开展分析,初步结果表明：CLEAR-Th设计实现了稳定焚烧钍产能的设计目标,有望实现稳定的钍-铀自持焚烧,并具有长寿命次锕系物质生成量低、固有安全性良好等特点。CLEAR-Th设计可以考虑作为钍基核能利用一个富有吸引力的途径。