Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.
Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2023-27964
Description de l'unité
Le Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) conçoit, développe et qualifie les combustibles nucléaires (élément combustible et assemblage) constituant le cœur des réacteurs. Il synthétise et intègre les connaissances acquises sur le comportement des combustibles nucléaires en réacteur et dans l'aval du cycle au sein d'une plateforme de simulation des combustibles (PLEIADES) et des bases de données associées.
Description du poste
Domaine
Matériaux, physique du solide
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Calculs thermodynamiques pour la modélisation de la migration du césium dans les combustibles RNR H/F
Sujet de stage
Les combustibles des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium se caractérisent par des températures élevées de fonctionnement et peuvent atteindre de très forts taux d'éléments ayant subi une fission en fin d'utilisation. Dans ces conditions, le comportement global du combustible est fortement impacté par la présence de produits de fission volatils (césium, etc.) relâchés de la pastille, qui peuvent se condenser sous différentes formes chimiques dans le jeu entre la pastille combustible et la gaine en acier. Ces espèces modifient l'échange thermique, ce qui impacte l'ensemble des phénomènes physiques à l'œuvre dans le combustible au cours de l'irradiation. Afin de réaliser des études et expertises, le CEA développe des Outils de Calcul Scientifique (OCS) [youtu.be/VIKY2gp0FeQ] du comportement thermomécanique et physico-chimique des combustibles nucléaires et travaille sur l'amélioration continue de leurs modélisations.
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
On travaillera dans ce stage sur la modélisation de la migration à longue distance de ces produits de fission volatils, afin notamment de reproduire la répartition axiale du césium dans les aiguilles combustibles des Réacteurs à Neutrons Rapides aux fortes durées d’irradiation.
Un modèle simplifié est en cours de développement afin de mieux évaluer dans le jeu pastille-gaine et en tout point de l’aiguille les quantités et flux d’espèces formées à partir des produits de fission volatils. Un élément essentiel de ce modèle simplifié est une loi empirique prédisant la quantité de césium mobile en fonction de la température.
Afin d’étayer cette loi issue du retour d’expérience international, le stage aura pour objet :
• De réaliser des calculs thermodynamiques paramétriques à l’aide des OCS du CEA ainsi que de la base de données thermodynamiques sur les matériaux nucléaires développée dans un cadre international, permettant d’étayer les lois expérimentales et de leur donner une interprétation physico-chimique,
• D’améliorer par ces calculs la compréhension de la spéciation des produits de fission volatils en faisant varier la quantité d’espèces et leurs proportions (uranium, plutonium, césium, etc.), la température ou encore la quantité et/ou pression partielle d’oxygène. Cela permettra d’évaluer la proportion des phases gazeuses et condensées (solides, liquides) qui seraient susceptibles de se former, avec notamment la mise en évidence de potentiels domaines de stabilité (de phases chimiques) en fonction de ces paramètres,
• De poursuivre le développement du modèle simplifié et sa validation dans un OCS combustible.
Moyens / Méthodes / Logiciels
Python, outils de calcul scientifique du CEA
Profil du candidat
M2 physique et chimie des matériaux ; génie nucléaire.
Le CEA est un acteur engagé dans l’accueil, l’insertion et le maintien dans l’emploi des salariés en situation de handicap. Ainsi, si vous le souhaitez, vous pouvez également joindre tous documents justifiants de votre situation de handicap (ex : RQTH, carte mobilité inclusion).
Localisation du poste
Site
Cadarache
Localisation du poste
France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)
Ville
Saint-Paul-lez-Durance
Critères candidat
Langues
- Français (Courant)
- Anglais (Courant)
Diplôme préparé
Bac+5 - Master 2
Formation recommandée
M2, physique et chimie des matériaux, nucléaire
Demandeur
Disponibilité du poste
05/02/2024
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