本文利用Geant4工具包对14MeV快中子活化法检测被屏蔽高浓缩核材料的物理过程以及图像重建方法进行了蒙特卡罗模拟研究,并利用ROOT工具对数据进行了详细的处理和分析。该工作内容和结果主要有以下四个方面：第一,利用飞行时间的差异甄别了gamma射线、裂变中子、入射中子和弹性散射中子。58ns以前百分之百是gamma射线；在60-100ns之间90%是入射中子和弹性散射中子；100ns以后95%是裂变中子和多体弹性散射后的低能中子。第二,利用模拟得到的gamma射线位置和时间数据并结合入射中子的方向对被探测物体(高浓缩铀块、铅块、铁块和聚乙烯块等)进行了三维图像重建。在垂直中子束流方向上重建位置与被探测物符合较好,位置偏差小于1%。但沿着中子束流方向重建位置偏差较大,主要表现在中子入射近端的低重建密度凹进和远端的拖尾。本工作对其原因进行了理论分析,具体参看3.2.5节。第三,利用14MeV快中子对探测物进行二维透射成像。结果表明,透射成像反映了探测物体的密度分布。第四,模拟得到的瞬发gamma射线能谱与1998年国际原子能机构的实验数据吻合。