Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Modélisation à l'échelle atomique de la ségrégation induite par l'irradiation dans les alliages Zr(Nb)
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les gaines des crayons combustibles en alliage de zirconium constituent la première barrière de sûreté des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Les propriétés mécaniques ainsi que les phénomènes d'oxydation ou de croissance sous irradiation sont contrôlés par la microstructure de ces alliages. Afin de permettre une utilisation plus flexible des réacteurs nucléaires dans le mix énergétique tout en garantissant l'intégrité des gaines combustibles en conditions normales de fonctionnement et en conditions accidentelles, il est essentiel de comprendre en détail l'évolution de la microstructure sous irradiation. De nombreuses études mettent en évidence un rôle important du niobium sur cette évolution microstructurale. Par exemple, le couplage de flux de diffusion entre solutés (Nb) et défauts ponctuels créés par l'irradiation génère des ségrégations locales en Nb, ainsi que des précipités qui ne sont pas observés hors irradiation. La modélisation à l'échelle atomique apporte des informations complémentaires aux observations expérimentales qui permettent de confirmer ou d'infirmer certains scénarios d'évolution. L'objectif de cette thèse est d'appliquer aux alliages de zirconium les méthodes et outils de modélisation développés pour étudier les effets d'irradiation dans les alliages ferritiques, et tout particulièrement les phénomènes de ségrégation induite sous irradiation. Nous réaliserons des calculs de structure électronique dans l'approximation de la théorie fonctionnelle de la densité pour quantifier de façon aussi exhaustive que possible les interactions entre le niobium et les défauts ponctuels. À partir de ces données, nous calculerons les coefficients de transport du système ce qui permettra d'avoir une première discussion quantitative des couplages entre solutés et défauts ponctuels et des effets de ségrégation induite sous irradiation.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 ou équivalent
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
SCHULER THOMAS < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DES/DRMP/S2CM/SRMP
Section de Recherches de Métallurgie Physique
CEA - Centre de Saclay
DEN/DANS/DMN/SRMP - bât. 520 p.123
91191 Gif-sur-Yvette Cedex
0169083635
Tuteur / Responsable de thèse
CLOUET Emmanuel < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DES/DMN/SRMP/SRMP
SRMP - CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
01 69 08 66 63
En savoir plus
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Modélisation à l'échelle atomique de la ségrégation induite par l'irradiation dans les alliages Zr(Nb)
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les gaines des crayons combustibles en alliage de zirconium constituent la première barrière de sûreté des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Les propriétés mécaniques ainsi que les phénomènes d'oxydation ou de croissance sous irradiation sont contrôlés par la microstructure de ces alliages. Afin de permettre une utilisation plus flexible des réacteurs nucléaires dans le mix énergétique tout en garantissant l'intégrité des gaines combustibles en conditions normales de fonctionnement et en conditions accidentelles, il est essentiel de comprendre en détail l'évolution de la microstructure sous irradiation. De nombreuses études mettent en évidence un rôle important du niobium sur cette évolution microstructurale. Par exemple, le couplage de flux de diffusion entre solutés (Nb) et défauts ponctuels créés par l'irradiation génère des ségrégations locales en Nb, ainsi que des précipités qui ne sont pas observés hors irradiation. La modélisation à l'échelle atomique apporte des informations complémentaires aux observations expérimentales qui permettent de confirmer ou d'infirmer certains scénarios d'évolution. L'objectif de cette thèse est d'appliquer aux alliages de zirconium les méthodes et outils de modélisation développés pour étudier les effets d'irradiation dans les alliages ferritiques, et tout particulièrement les phénomènes de ségrégation induite sous irradiation. Nous réaliserons des calculs de structure électronique dans l'approximation de la théorie fonctionnelle de la densité pour quantifier de façon aussi exhaustive que possible les interactions entre le niobium et les défauts ponctuels. À partir de ces données, nous calculerons les coefficients de transport du système ce qui permettra d'avoir une première discussion quantitative des couplages entre solutés et défauts ponctuels et des effets de ségrégation induite sous irradiation.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 ou équivalent
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
SCHULER THOMAS < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DES/DRMP/S2CM/SRMP
Section de Recherches de Métallurgie Physique
CEA - Centre de Saclay
DEN/DANS/DMN/SRMP - bât. 520 p.123
91191 Gif-sur-Yvette Cedex
0169083635
Tuteur / Responsable de thèse
CLOUET Emmanuel < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DES/DMN/SRMP/SRMP
SRMP - CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
01 69 08 66 63
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