Etude de la diffusion de petits amas de xénon au sein du combustible nucléaire métallique UMo

CEA; Saint-Paul-lès-Durance; Sur place; EUR 30 000 - 50 000; Plein temps

Résumé du poste

Une thèse passionnante dans le domaine de la physique des matériaux vous attend dans un laboratoire dynamique. Vous aurez l'opportunité de travailler sur des calculs à l'échelle atomique pour étudier la diffusion de xénon dans le combustible nucléaire UMo. Ce projet vous permettra d'acquérir des compétences précieuses en dynamique moléculaire, en machine learning et en physique statistique. Vous collaborerez avec des chercheurs de renommée internationale et participerez à des conférences scientifiques, enrichissant ainsi votre parcours académique et professionnel. Rejoignez un environnement de recherche stimulant et contribuez à l'avenir des sciences nucléaires.

Qualifications

• Formation en physique et science des matériaux requise.
• Compétences en calculs ab initio et dynamique moléculaire souhaitées.

Responsabilités

• Valider et recalibrer les modèles de calcul à l'échelle atomique pour l'UMo.
• Appliquer des méthodes de dynamique moléculaire pour simuler la diffusion de xénon.

Connaissances

Calculs ab initio

Dynamique moléculaire

Machine learning

Physique de la matière condensée

Statistique physique

Formation

Ecole d'ingénieur

M2 en physique et science des matériaux

Outils

Super-calculateurs

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Etude de la diffusion de petits amas de xénon au sein du combustible nucléaire métallique UMo

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Ce sujet de thèse est centré sur l'application de méthodes de calcul à l'échelle des atomes afin d'étudier la diffusion et la stabilité intra-granulaire d'amas de Xe au sein du combustible métallique UMo. Les alliages d'uranium-molybdène UMo présentent d'excellentes propriétés thermiques et une bonne densité en uranium. C'est notamment pour ces propriétés que l'UMo monolithique est considéré comme l'un des potentiels combustibles candidats pour les réacteurs de recherche. Il est donc crucial pour le CEA de développer de nouveaux modèles de calcul permettant d'analyser l'évolution des propriétés thermomécaniques de l'UMo en conditions d'irradiation.

Au cours de cette thèse, votre travail consistera à valider ou recalibrer si nécessaire les modèles de calcul à l'échelle atomique existants pour l'UMo dans la littérature. Vous devrez ensuite les appliquer à la simulation de la stabilité et de la diffusion de petits amas de xénon au sein de cristaux d'UMo. Ces calculs seront effectués à l'aide de méthodes de dynamique moléculaire accélérée novatrices, et seront systématiquement comparés aux résultats obtenus pour le combustible nucléaire de référence UO2. Après avoir analysé vos résultats par comparaison aux mesures expérimentales de collaborateurs du département, vous serez en charge de transférer les données produites à d'autres chercheurs du département afin d'alimenter les codes de simulation des combustibles nucléaires à plus grande échelle. Vos résultats seront publiés au sein de publications scientifiques, et vous présenterez vos résultats dans le cadre de conférences scientifiques.

L'ensemble de ces travaux vous permettra de compléter votre formation en acquérant des compétences applicables à de nombreux domaines de la science des matériaux: calculs ab initio, ajustement de potentiels interatomiques par techniques de "machine learning", dynamique moléculaire classique et accélérée, utilisation des super-calculateurs du CEA, ainsi que de nombreux éléments de physique statistique et de physique de la matière condensée, méthodes dont les membres de l'équipe encadrante sont des spécialistes.

Vous serez accueilli au sein du Laboratoire de Modélisation du Comportement des Combustibles (Institut IRESNE, CEA Cadarache). Il s'agit d'un groupe de recherche dynamique, au sein duquel vous serez amené à collaborer avec les autres doctorants présents au laboratoire. L'environnement de travail sera de plus riche en collaboration nationales et internationales (expérimentateurs du département, Institut ISAS (CEA Saclay), Laboratoire CINAM à Marseille, collaborations avec les laboratoires nationaux américains), qui vous permettront de vous insérer au sein de la communauté de la recherche en matériaux pour les sciences du nucléaire.

Université / école doctorale

Physique et Sciences de la Matière (ED352)
Aix-Marseille Université

Localisation du sujet de thèse

Site

Cadarache

Critères candidat

Formation recommandée

Ecole d'ingénieur ou M2 en physique et science des matériaux

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2025

Personne à contacter par le candidat

TRANCHIDA Julien
CEA
DES/IRESNE/DEC/SESC/LM2C
Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (IRESNE)
DES/IRESNE/DEC/SESC/LM2C
Bâtiment 151
13108 Saint-Paul-lez-Durance
0442252225

Tuteur / Responsable de thèse

CROCOMBETTE Jean-Paul
CEA
DES/ISAS/DRMP/S2CM/SRMP
S2CM/SRMP
Bâtiment 520
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
0169089285

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