Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Impact des produits de fission et de la microstructure sur les propriétés thermophysiques du combustible (U,Pu)O2-x REP
Contrat
Thèse
Description de l'offre
En France, le combustible MOX (U,Pu)O2 est mis en œuvre dans certains Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) exploités par EDF. Afin de conserver une production d'énergie à bas carbone, l'emploi généralisé dans un futur proche des combustibles MOX au sein du parc électronucléaire français est incontournable.
Durant leur irradiation en réacteurs, ces combustibles U1-yPuyO2-x voient l'ensemble de leurs propriétés et ainsi que leur microstructure évoluer drastiquement en raison notamment de l'accumulation plusieurs dizaines d'éléments plus légers créés par la fission du plutonium et appelés produits de fission (PF). En raison de la très forte radiotoxicité des combustibles MOx irradiés, des matériaux modèles, dits SIMMOx, ont été développés. Dans le cadre d'une thèse précédente, nous avons développé une voie de synthèse permettant d'obtenir des SIMMOX dopé jusqu'à 12 produits de fission avec microstructure reproduisant bien celle des combustibles MOX REP irradiés.
Afin de garantir la marge à la fusion des combustibles lors de leur irradiation, il est nécessaire de comprendre l'évolution de l'ensemble de leurs propriétés thermophysiques et thermodynamiques pendant l'irradiation. Ce travail de thèse se propose de mesurer ces propriétés dans un combustible MOX représentatif de celui actuellement exploité par EDF. Les propriétés d'intérêts seront notamment : la conductivité thermique, la capacité thermique et la température de fusion. Ces mesures seront effectuées au sein du JRC-Karlshrue (Allemagne) pendant un détachement d'environ 12 mois. Ensuite, les échantillons seront rapatriés au CEA Marcoule afin d'évaluer l'effet de la fusion sur la spéciation des actinides et PF, et sur les propriétés microstructurales du combustible MOX utilisé. En parallèle, la simulation des mesures de propriétés thermiques couplées à des calculs thermodynamiques (méthode CALPHAD) permettra d'identifier les mécanismes et équilibres entrant en jeux lors des mesures haute température.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques Balard (EDSCB)
ENS Chimie Montpellier
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Niveau M2 ou équivalent
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
CAPRANI RAFAEL < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DMRC/SASP/LMAT
Centre de Marcoule
bât 222
BP13143
30207 Bagnols sur Cèze cedex
04 66 79 77 63
Tuteur / Responsable de thèse
MARTIN Philippe Marie < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DMRC/SASP/LMAT
CEN Marcoule
DES/ISEC/DMRC/SASP/LMAT
Bât 166
30207 Bagnols sur cèze
0466795503
En savoir plus
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Impact des produits de fission et de la microstructure sur les propriétés thermophysiques du combustible (U,Pu)O2-x REP
Contrat
Thèse
Description de l'offre
En France, le combustible MOX (U,Pu)O2 est mis en œuvre dans certains Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) exploités par EDF. Afin de conserver une production d'énergie à bas carbone, l'emploi généralisé dans un futur proche des combustibles MOX au sein du parc électronucléaire français est incontournable.
Durant leur irradiation en réacteurs, ces combustibles U1-yPuyO2-x voient l'ensemble de leurs propriétés et ainsi que leur microstructure évoluer drastiquement en raison notamment de l'accumulation plusieurs dizaines d'éléments plus légers créés par la fission du plutonium et appelés produits de fission (PF). En raison de la très forte radiotoxicité des combustibles MOx irradiés, des matériaux modèles, dits SIMMOx, ont été développés. Dans le cadre d'une thèse précédente, nous avons développé une voie de synthèse permettant d'obtenir des SIMMOX dopé jusqu'à 12 produits de fission avec microstructure reproduisant bien celle des combustibles MOX REP irradiés.
Afin de garantir la marge à la fusion des combustibles lors de leur irradiation, il est nécessaire de comprendre l'évolution de l'ensemble de leurs propriétés thermophysiques et thermodynamiques pendant l'irradiation. Ce travail de thèse se propose de mesurer ces propriétés dans un combustible MOX représentatif de celui actuellement exploité par EDF. Les propriétés d'intérêts seront notamment : la conductivité thermique, la capacité thermique et la température de fusion. Ces mesures seront effectuées au sein du JRC-Karlshrue (Allemagne) pendant un détachement d'environ 12 mois. Ensuite, les échantillons seront rapatriés au CEA Marcoule afin d'évaluer l'effet de la fusion sur la spéciation des actinides et PF, et sur les propriétés microstructurales du combustible MOX utilisé. En parallèle, la simulation des mesures de propriétés thermiques couplées à des calculs thermodynamiques (méthode CALPHAD) permettra d'identifier les mécanismes et équilibres entrant en jeux lors des mesures haute température.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques Balard (EDSCB)
ENS Chimie Montpellier
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Niveau M2 ou équivalent
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
CAPRANI RAFAEL < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DMRC/SASP/LMAT
Centre de Marcoule
bât 222
BP13143
30207 Bagnols sur Cèze cedex
04 66 79 77 63
Tuteur / Responsable de thèse
MARTIN Philippe Marie < email deleted for security reasons >
CEA
DES/DMRC/SASP/LMAT
CEN Marcoule
DES/ISEC/DMRC/SASP/LMAT
Bât 166
30207 Bagnols sur cèze
0466795503
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