Ce stage s’inscrit dans le cadre de l’étude des propriétés du dioxyde d’uranium UO2, principal combustible utilisé dans les centrales nucléaires, sous la forme de pastilles solides, en particulier en raison de sa haute température de fusion, ce qui le classe parmi les combustibles les plus sûrs.

Les études de sureté s'intéressent toutefois aux accidents hypothétiques liés à une perte de refroidissement des cœurs de centrale qui pourrait conduire à atteindre des températures suffisantes pour observer la fusion partielle des pastilles. Dans ces conditions accidentelles, le combustible liquide pourrait entrainer la fonte de sa gaine en alliage de zirconium, et former des mélanges liquides à haute température appelés coriums.

Une bonne connaissance des propriétés de ces mélanges est nécessaire pour mener à bien les études de sureté. Des manipulations expérimentales sont ainsi conduites afin de les mesurer, mais restent complexes. Nous souhaitons compléter les données obtenues par des calculs à l’échelle atomique.

Objectifs : L’objectif de ce projet est de contribuer à la détermination des propriétés thermodynamiques et structurales de ces oxydes en phase liquide par des simulations conduites à l’échelle atomique (en complément des expériences). Il s’agira notamment d’améliorer les modèles d’interaction inter-atomique existants afin de mieux tenir compte des distributions de charges dans le mélange. Une fois testés par comparaisons aux données expérimentales existantes, ces modèles seront utilisés pour déterminer l’évolution de la structure atomique, de la densité, de la capacité calorifique, ou de la viscosité et tension de surface de coriums représentatifs.

Étapes du stage : Bibliographie, prise en main des outils de calculs (environnement Linux, code Lammps, supercalculateurs du TGCC), développement de potentiels d’interaction, application à des mélanges (U,Zr)O2 liquide, notamment dans le domaine sous-stoechiométrique, puis comparaison calcul/expérience.

Contexte et collaborations : Vous serez accueilli(e) au sein d’un laboratoire de recherche très dynamique spécialisé dans l’étude multiéchelle des combustibles nucléaires. 

Au cours du stage, vous pourrez bénéficier des nombreuses collaborations du laboratoire avec les expérimentateurs du centre CEA de Cadarache et les thermodynamiciens du centre CEA de Saclay, en région parisienne, travaillant sur la thématique des accidents graves.

Master en physique statistique, physique des matériaux. 

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.