L’identification et le développement d’un procédé industriel de production de carbure de bore (B4C) enrichi en bore 10 (10B) s’inscrit dans le cadre des objectifs de la PPE 3. En effet, la construction de nouveaux EPR (Evolutionary Power Reactors), ainsi que les efforts liés à la fermeture du cycle du combustible en lien avec la production de Réacteurs à Neutrons Rapides (RNR), nécessitera l’accès à des stocks de 10B enrichi pour le démarrage des réacteurs et leur pilotage.

Un procédé d'enrichissement potentiel est la chromatographie sur colonne d’acide borique. Le Laboratoire des Procédés Supercritiques et de Décontamination (LPSD) du CEA Marcoule cherche à développer des matériaux présentant des facteurs d’enrichissement améliorés par rapport aux résines actuelles. La synthèse et l’application de silices greffées par des ligands organiques fournirait une alternative aux résines commerciales.

Le travail de thèse consistera à synthétiser et caractériser (RMN, IR, LC-UV, GC) diverses molécules organiques extractantes pour la séparation des isotopes du bore de l'acide borique. Une fois la synthèse réalisée, une étape de greffage sera réalisée pour créer des matériaux hybrides dont les propriétés physico-chimiques seront évaluées (MEB, BET, ATG, DRX). Par la suite, les capacités de séparation et d’adsorption seront étudiées (colonne simulant le futur procédé).

Le sujet s’adresse à des étudiants en M2 dans le domaine de la chimie organique ou de la chimie des matériaux avec une appétence pour les thématiques d’analyse et de développement de procédés. La rigueur, l’esprit analytique ainsi que des capacités rédactionnelles scientifiques sont attendues. Ce sujet permettra d’acquérir des compétences en chimie de synthèse appliquée aux matériaux hybrides dans le cadre d’une thématique à impact stratégique important.