小型核反应堆具有体积小、重量轻、可长时间提供可观的功率、安全可靠等特点，在诸如海水淡化、区域供热、船用动力和太空动力等众多领域具有特殊用途，已经成为许多发达国家研究的热点。本课题针对当前国内外对发展小型核动力反应堆的迫切需要，完成了对微型铍反射层快中子堆(MFR)概念设计的物理特性研究。本文根据MFR概念设计的特点，应用蒙特卡罗程序MCNP-4C为燃料元件、冷却剂、堆芯构件、反射层以及外围屏蔽层建立了精确的物理计算模型，并对其临界特性、中子能谱、中子通量密度分布、功率分布、反应性控制、辐射场分布以及辐射产物生产率等特性参数进行详细计算。结果表明：MFR概念设计中对主要堆芯参数的选择是合理的，其基本物理特性满足堆芯物理设计要求和设计目标；反应堆具有良好的自稳性和固有安全性，控制系统能进行安全有效的反应性平衡，满足反应堆长期运行的需要。主容器外的屏蔽材料以碳钢为主，可以设计出满足安全准则的屏蔽结构，一回路钠的活化和部分结构材料的辐照损伤都十分有限，屏蔽比较简单。不同数据库的选择对结果影响不大，计算结果较为可靠。但在后续设计中，还需要结合其它主要系统进行更为详细的耦合计算和实验验证工作。本论文的研究不仅可以为微型铍反射层快中子堆的设计制造和安全分析提供重要的参考依据，对小型核反应堆的应用和发展有重大意义，而且对于原子能、辐射防护、剂量学和辐射生物学等其它核领域的粒子输运计算也有很高的参考价值。