核能被认为是可以大规模替代化石能源的重要途径,而聚变核能在清洁性和资源储量的丰富性方而具有无可比拟的优越性。氚作为聚变燃料,在自然界丰度仅为10-16%,稀少且价格昂贵,目前商业用氚主要来源于CANDU型重水堆,储量约数十千克。但1GW聚变功率每年将消耗55.6千克的氚。同时,氚的半衰期为12.3年,无法进行大量的生产与贮存。因此,聚变堆的氚自持性与启动投料量问题是关系聚变是否能长期发展的关键问题。本文基于TAS1.0的氚循环模型,引入燃烧时间比等参数,优化了循环流程与模型。同时,针对多功能聚变工程实验堆FDS-MFX的燃料循环流程进行了设计,并在此基础上对其氚系统及其子系统进行初步的概念设计,设计了其基本的工艺流程与循环参数。基于改进的模型与算法,完成了FDS-MFX的系统氚循环自持性研究,并敏感性参数进行了深入的分析与讨论,提出实现氚自持面临的问题与挑战,以及可能的解决途径。同时,本论文开展了聚变氚资源评估。在国外现有研究的基础上,主要对未来聚变用氚的需求量,以及可行的获取途径、成本、产量、经济性进行评估,同时给出了ITER项目实验所需氚资源量、未来聚变堆启动所需氚投料量。以启动氚投料量与氚自持要求为前提,判断聚变堆(实验／商业运行)所需氚资源的充足性问题,以及对应的解决途径。本论文在FDS团队多年聚变堆设计与燃料循环研究的基础上,一方面从堆内燃料循环角度考虑氚在聚变堆内自持所需TBR与启动投料量；另一方面从堆外燃料循环角度考虑氚资源的充足性问题,验证聚变堆的可行性与发展前景。结合聚变堆氚资源的需求与自持性要求,给出未来聚变堆发展方案建议,以及相关的理论与数据依据。