امروزه استفاده از سوخت های با چگالی بالا به منظور کاهش حجم قلب راکتور و بالا بردن میزان شار نوترونی در سایت های تابش دهی داخلی و خارجی قلب راکتور های تحقیقاتی و کاهش میزان مصرف سوخت مورد توجه می باشد. ترکیبات سیلیساید اورانیوم (u3si2) به علت داشتن چگالی سوخت بالاتر نسبت به سوخت های اکسیدی ونیز خواص بهتر در مقابله با تابش های داخل قلب راکتور کاربرد گسترده ای یافته اند. هدف از این تحقیق بررسی جایگزینی سوخت راکتور تهران با سوخت مورد نظر و مطالعه پارامترهای نوترونیک قلب راکتور با تغییر چگالی و نوع سوخت می باشد. بدین منظور سعی شده است تا پارامترهای بهره برداری راکتور نظیر راکتیویته مازاد قلب و طول سیکل راکتور حفظ شده و اثرات تغییر چگالی و نوع سوخت بر روی سایر پارامترها مانند شار نوترونی در قلب بررسی شود. همچنین در این پایان نامه بهینه سازی ابعادی سوخت و گام شبکه و چیدمان قلب راکتور برای دست یابی به شرایط بهینه ضریب تکثیر موثر قلب با تغییر این پارامترها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج محاسبات نشان می دهد با افزایش چگالی سوخت و بهینه سازی ابعادی می توان تعداد مجتمع های سوخت و حجم قلب راکاهش داده و به شار نوترونی بالاتری در سایت های تابش دهی دست یافت.