De nombreux concepts de réacteurs à sels fondus s’appuient sur une gestion du sel dite continue qui consiste à déverser et soutirer continuellement une quantité de sel combustible du cœur pour compenser la perte de réactivité due à l’épuisement du combustible. Dans cette thèse, on se propose de repenser la conception des réacteurs à sels fondus en proposant une gestion alternative dite par lots. Cette nouvelle gestion consiste à prélever et charger une fraction du volume du cœur après un certain temps d’irradiation et durant une phase de manutention du réacteur. L’objectif d’une telle gestion n’est plus d’optimiser les performances en considérant que les systèmes externes seront à même de répondre aux besoins du réacteur, mais de prendre en compte certaines contraintes technologiques extérieures à la machine. Ce changement de paradigme soulève des interrogations que ce soit au niveau de la neutronique, du cycle du combustible, de la chimie des sels ou encore des notions de sûreté/criticité.

Le doctorant s’attachera dans un premier temps à évaluer l’impact neutronique d’une gestion par lots, au moyen d’études de sensibilité (performances d’incinération/régénération, temps de cycle, volume/masse d’alimentation). S’en suivront des études incorporant les contraintes du cycle comme la fabrication du sel combustible (solubilité des actinides) ou encore le traitement du sel usé (temps de traitement, temps de refroidissement, procédé de traitement) via des calculs de scénario. A terme le doctorant aura développé une méthodologie capable de caractériser un réacteur à sels fondus selon les performances neutroniques, le respect des contraintes imposées par le cycle et les limites inhérentes à la chimie des sels. La démarche pourra ensuite être appliquée à différents types de réacteurs (incinérateur, régénérateur, convertisseur) afin de quantifier les implications d’une gestion par lot d’un RSF par rapport à une gestion continue.

Nous recherchons un candidat de niveau BAC +5 avec une formation en physique des réacteurs. La thèse permettra au candidat de se développer des compétences en conception d’un réacteur de quatrième génération. Il/elle participera ainsi à la communauté scientifique travaillant sur ces systèmes complexes, ce qui lui ouvrira la voie à un emploi dans un laboratoire de recherche.