本发明提供了一种铅铋堆ADS的堆芯结构，包括：铅冷靶区，所述铅冷靶区为圆筒状空腔结构，所述铅冷靶区的外侧上部且环绕铅冷靶区设有顶部铍反射层，所述铅冷靶区的外侧下部且环绕铅冷靶区设有铅冷却剂，所述铅冷却剂的上表面与顶部铍反射层的下表面接触，所述铅冷却剂和所述顶部铍反射层的外侧分别环绕有聚乙烯侧反射层，所述聚乙烯侧反射层外侧环绕有底反射层。本发明所述的堆芯结构有效地解决了由于堆芯设计复杂带来的可靠性和安全性差等问题，提高了ADS反应堆的效率。