小型移动式核反应堆电源能为偏远地区、事故应急等场景提供所需的电能和热能,而堆芯的轻量化和小型化是小型移动式核反应堆电源的设计重点。由此,基于前期概念设计,本研究提出了一个高可靠、长寿命的小型氦氙冷却固体核反应堆堆芯设计及其反应性控制方案。首先,在综合考虑反应堆寿命以及热工安全设计等限制条件的基础上,使用蒙特卡洛程序进行了堆芯几何优化分析。其次,分析了含可燃毒物的布置优化方案,通过在堆芯靠近反射层附近的燃料棒中添加2%wt的可燃毒物Gd2O3,径向功率因数从2.30降低到1.30,研究同时比较了不同分层组合下的径向反射层对滑块反应性控制效果的影响。最后,基于分析结果,提出了堆芯质量最小化的优化设计方案和最优反应性线性控制方案。相关结果可为小型移动式核反应堆电源的堆芯设计及控制提供参考。