Les procédés classiques de recyclage du combustible nucléaire, comme PUREX, reposent sur des étapes de dissolution et de séparation des éléments valorisables (uranium et plutonium), permettant la production de nouveaux combustibles (MOx). Cependant, avec le développement des réacteurs de 4? génération en France et la fermeture du cycle, il devient nécessaire de concevoir des procédés de retraitement innovants, adaptés aux futurs combustibles. Cette thèse propose d’explorer une approche prometteuse : la dissolution sélective de l’uranium et du plutonium, où ces éléments sont dissous dans une phase organique, tandis que les produits de fission restent sous forme solide dans le résidu. Ce procédé pourrait simplifier les étapes de séparation tout en optimisant la gestion des déchets.
L’objectif de la thèse sera d’étudier la sélectivité d’une telle dissolution pour l’uranium et le plutonium vis-à-vis des produits de fission en fonction des conditions initiales (caractéristiques initiales du combustible, nature du solvant et conditions chimiques), afin d’optimiser la séparation des éléments valorisables. En parallèle, une étude fine de la spéciation des cations dissout et du résidu permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes de dissolution mis en œuvre. Pour ce faire, vous aurez accès à des équipements de pointe dans un laboratoire nucléarisé, incluant des techniques de caractérisation poussées. Vos travaux contribueront à améliorer l’état de la connaissance dans la chimie des actinides appliquée au développement d’un procédé innovant, tout en développant des compétences dans un environnement de recherche unique.
Le profil de l’étudiant recherché est un master 2 en chimie, physico-chimie, radiochimie ou chimie analytique. Les compétences acquises lors de cette thèse dans les domaines de la chimie (chimie analytique, radiochimie, chimie des solutions…) du point de vue expérimental et dans le domaine de la chimie théorique sont valorisables dans de nombreux secteurs de l’industrie. La pluridisciplinarité des compétences acquises et la rigueur développée par l’étudiant lors de la manipulation d’éléments radioactifs seront des atouts appréciables pour l’employabilité future du doctorant.