Помните, что в управляемом и безопасном .Net строки являются неизменяемыми, поэтому даже если бы вы могли сделать вышеописанное, вы бы действительно создавали новую копию строки с заменой.
Если вы заменяете только одного персонажа, вероятно, лучшим выбором будет простой цикл.
Однако, если вы собираетесь сделать несколько замен, рассмотрите возможность использования StringBuilder
:
string s = "abc";
var stringBuilder = new StringBuilder(s);
stringBuilder[1] = 'x';
s = stringBuilder.ToString();