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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Vers une meilleure connaissance du rôle de la microstructure sur les propriétés thermiques des combustib


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

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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.

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• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
  

Référence

SL-DES-24-0057  

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Vers une meilleure connaissance du rôle de la microstructure sur les propriétés thermiques des combustibles nucléaires pour réacteurs de recherche.

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Les réacteurs nucléaires expérimentaux, qui permettent de soumettre des matériaux à des irradiations aux neutrons, présentent des densités de puissance très importantes. Ceci impose l’utilisation d’éléments combustibles avec une charge très élevée en matière fissile, historiquement obtenue grâce à un fort enrichissement en 235U. En raison d’accords internationaux de non-prolifération, il est désormais nécessaire de développer des combustibles moins enrichis, et donc maximisant la concentration en uranium. Une solution majoritairement retenue et étudiée repose sur des particules d’U3Si2 dispersées dans une matrice en aluminium. Or, sous irradiation, un composé d’interaction U(Al,Si)3±x se forme. Sa faible conductivité thermique tend à faire augmenter la température du combustible, dégradant ainsi son comportement en service.
L’objectif de cette thèse est d’améliorer la connaissance expérimentale de l’évolution de la conductivité thermique des combustibles dispersés U3Si2-Al lors de leur irradiation, et in fine de corréler leur microstructure à leurs propriétés thermiques, qui seront mesurées à différentes échelles. Pour cela, des plaques U3Si2-Al non irradiées seront soumises à des traitements thermiques destinés à obtenir des fractions variables de composé U(Al,Si)3±x et leurs propriétés thermiques seront mesurées et corrélées à la fraction et à la répartition volumique de ce composé. Une étude spécifique sera en outre menée autour de la synthèse et de la mesure des propriétés thermiques de composés U(Al,Si)3±x sous forme amorphe, telle qu’observée en réacteur.
Les données acquises au cours de cette thèse alimenteront la modélisation du comportement sous irradiation des combustibles dispersés U3Si2-Al : elles serviront notamment de données de validation pour les modèles et les codes de calculs.
Ce travail se déroulera au Département d'Etudes des Combustibles (Institut IRESNE, CEA Cadarache). Il permettra au (à la) doctorant(e) d’acquérir des compétences en fabrication et caractérisation des combustibles (microstructure et propriétés thermiques) qui seront transposables à d’autres matériaux. Il (elle) sera également amené(e) à utiliser des moyens expérimentaux « lourds » tels que des lignes de lumière synchrotron et des faisceaux d’ions. Il/elle aura la possibilité de présenter ses travaux à des conférences nationales et internationales, ainsi qu’à travers la publication d’articles.

Université / école doctorale

Chimie Mécanique Matériaux Physique (C2MP)
Université de Lorraine

Localisation du sujet de thèse

Site

Cadarache

Critères candidat

Formation recommandée

Master 2 en Sciences des Matériaux

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2024

Personne à contacter par le candidat

KLOSEK Vincent vincent.klosek@cea.fr
CEA
DES/IRESNE/DEC/SA3E/LCPC
DES / IRESNE / DEC / SA3E / LCPC
CEA Cadarache
Bâtiments 315-316
13108 Saint-Paul-lez-Durance
04.42.25.59.91

Tuteur / Responsable de thèse

VERNIERE Anne anne.verniere@univ-lorraine.fr
Université de Lorraine - CNRS
Institut Jean Lamour (UMR 7198)
Campus Artem
2 allée André Guinier, BP 50840
54011 Nancy Cedex

0372742542

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