作为300#研究堆的控制棒芯体材料,碳化硼中的硼原子受中子辐照后发生俘获反应产生氦,碳化硼所受的中子注量和辐照温度影响氦的产生量和扩散行为,从而影响到碳化硼材料的辐照肿胀,但由于中子注量和辐照温度均无法通过对控制棒直接进行实验测量得到,为了研究碳化硼材料的辐照肿胀,本论文有针对性的开展了反应堆中子学计算分析、热工流体力学分析以及实验研究,计算得到了碳化硼材料所受的中子注量水平；在获取了碳化硼材料辐照体积释热率,应用计算流体力学软件FLUENT得到碳化硼材料在3MW辐照条件下的最高辐照温度；结合中子学计算结果,选取了5个不同中子注量水平的样品进行了实验研究,得到了碳化硼的辐照肿胀数据。最后,探讨了碳化硼辐照肿胀的机理。在碳化硼材料的中子学计算中,由于反应堆运行过程中安全棒顶端远离堆芯活性区,安全棒的中子注量率计算属于小体积远距离的中子输运问题。此类问题属于MCNP应用中的经典问题,为了得到控制棒的中子注量,本文采用了减方差方法,通过多次试算及验证,对比本问题中各减方差方法的适用情况,将原有的几何模型重新进行分层建模,并对不同的栅元分配适当的重要性,使中子引向目标栅元,最后得到了满足误差要求的计数值,从而计算出安全棒顶端的中子注量结果。在碳化硼材料的辐照温度计算中,应用ICEM进行建模并划分合适的网格,结合MCNP给出的体积释热率结果,应用计算流体力学软件FLUENT给出了控制棒的最高辐照温度,计算结果显示：300#研究堆碳化硼芯体的最高辐照温度低于1000℃,氦基本上都被包容在碳化硼芯体内部,从而导致了碳化硼材料的辐照肿胀。根据中子学计算结果,选取了中子注量水平从2.00×1017到5.08×1021n/cm2的安全棒和手动棒不同位置的5个样品,采用排水法进行了密度测量,得到了不同中子注量条件下碳化硼材料辐照后密度变化以及体积变化,获得了碳化硼材料体积膨胀率随中子注量的增加而增长的趋势关系,对于这5个样品,安全棒的样品所受中子注量较低,肿胀不明显；手动棒的样品所受中子注量相对较高,肿胀明显增大,其中,最大中子注量为5.08×1021n/cm2样品的体积膨胀率为2.905%。最后,讨论了辐照肿胀同中子能谱、中子注量水平、燃耗、温度之间的关系,探讨了碳化硼材料的辐照肿胀机理。