informations générales
Gif-sur-Yvette
- Missions :
Le post-doctorant travaillera dans le pôle Energie et Environnement de IJCLab, dans une équipe de recherche constituée de trois chercheurs, Sylvie Delpech (DR), Céline Cannes (CR) et Davide Rodrigues (IR), dans le cadre d'un projet national, ISAC (Innovative System for Actinides Conversion) coordonné par le CEA et financé par France 2030. Ce projet propose pour la gestion des déchets nucléaires à vie longue la transmutation de l'américium en réacteur à sels fondus (RSF) pour réduire la quantité d'actinides en stockage géologique profond. Des études expérimentales à l'échelle laboratoire concernent la chimie des sels fondus, le traitement/recyclage du sel combustible usé, la corrosion des matériaux de structure et des études de scénarios sont réalisées pour déterminer l'inventaire et le type de déchets à stocker.
Il est essentiel d'acquérir des données sur la chimie des produits de fission formés dans le réacteur à sel fondu pour proposer des voies de traitement du sel usé. Les diagrammes thermodynamiques potentiel-oxoacidité des éléments sont calculés pour évaluer la forme chimique et l'état physique des produits de fission dans le domaine de stabilité du milieu. Des études expérimentales , qui prennent en compte la solvatation des éléments par le milieu, sont nécessaires pour confirmer les prévisions thermodynamiques. Ces études sont réalisées principalement par électrochimie, mais aussi par ICP/AES, ATG/DSC, micro-chromatographie gazeuse ou DRX.
Dans un réacteur à sels chlorures fondus, par capture neutronique, le 35Cl peut produire du 36Cl dont la période est de 300 000 ans. Cet isotope est un poison neutronique, il produit du 35S qui est un agent corrosif pour les structures métalliques. Afin de limiter la formation de 36Cl, le chlore du combustible est enrichi en chlore 37, ce qui permet de limiter les phénomènes de corrosion et d'augmenter la performance du réacteur. Dans les étapes de traitement du sel, il est donc essentiel de prévoir une étape de recyclage du chlore enrichi (37Cl). Actuellement, il est prévu, après dissolution dans l'acide nitrique du sel usé, de précipiter les chlorures sous la forme de chlorure d'argent. Les chlorures sont ensuite recyclés par électrolyse de AgCl formé. Il s'agit de définir les conditions d'électrolyse
- Activités :
Le/la candidat(e) contribuera en particulier aux points suivants :
- Déterminer par calculs thermodynamiques l'état physique de certains produits de fission (liquide, solide, gazeux) dans les sels chlorures considérés.
- Etudier dans les sels considérés les propriétés redox de ces éléments (degrés d'oxydation stables, potentiels redox).
- Acquérir des données sur la solvatation des éléments selon la composition du sel.
- Définir les conditions expérimentales pour le recyclage du chlore.
- Participer aux réunions de travail du projet ISAC. Présentation orale des résultats obtenus.
- Participer à la rédaction des livrables du projet ISAC.
- Publier les résultats dans des revues scientifiques et présenter ces résultats dans des congrès nationaux et internationaux.
- Contexte :
Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie est un laboratoire de physique sous tutelle du CNRS, de l'Université Paris-Saclay et de l'Université de Paris, créé en 2020 de la fusion de cinq UMR situées sur le campus universitaire d'Orsay. Ce contrat sera effectué dans le cadre du projet ISAC. Le laboratoire IJCLab dispose de plateformes expérimentales adaptées ayant permis le développement de nombreux projets dans le domaine de la chimie des sels fondus.
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Il est essentiel d'acquérir des données sur la chimie des produits de fission formés dans le réacteur à sel fondu pour proposer des voies de traitement du sel usé. Les diagrammes thermodynamiques potentiel-oxoacidité des éléments sont calculés pour évaluer la forme chimique et l'état physique des produits de fission dans le domaine de stabilité du milieu. Des études expérimentales , qui prennent en compte la solvatation des éléments par le milieu, sont nécessaires pour confirmer les prévisions thermodynamiques. Ces études sont réalisées principalement par électrochimie, mais aussi par ICP/AES, ATG/DSC, micro-chromatographie gazeuse ou DRX.
Dans un réacteur à sels chlorures fondus, par capture neutronique, le 35Cl peut produire du 36Cl dont la période est de 300 000 ans. Cet isotope est un poison neutronique, il produit du 35S qui est un agent corrosif pour les structures métalliques. Afin de limiter la formation de 36Cl, le chlore du combustible est enrichi en chlore 37, ce qui permet de limiter les phénomènes de corrosion et d'augmenter la performance du réacteur. Dans les étapes de traitement du sel, il est donc essentiel de prévoir une étape de recyclage du chlore enrichi (37Cl). Actuellement, il est prévu, après dissolution dans l'acide nitrique du sel usé, de précipiter les chlorures sous la forme de chlorure d'argent. Les chlorures sont ensuite recyclés par électrolyse de AgCl formé. Il s'agit de définir les conditions d'électrolyse
- Activités :
Le/la candidat(e) contribuera en particulier aux points suivants :
- Déterminer par calculs thermodynamiques l'état physique de certains produits de fission (liquide, solide, gazeux) dans les sels chlorures considérés.
- Etudier dans les sels considérés les propriétés redox de ces éléments (degrés d'oxydation stables, potentiels redox).
- Acquérir des données sur la solvatation des éléments selon la composition du sel.
- Définir les conditions expérimentales pour le recyclage du chlore.
- Participer aux réunions de travail du projet ISAC. Présentation orale des résultats obtenus.
- Participer à la rédaction des livrables du projet ISAC.
- Publier les résultats dans des revues scientifiques et présenter ces résultats dans des congrès nationaux et internationaux.
- Contexte :
Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie est un laboratoire de physique sous tutelle du CNRS, de l'Université Paris-Saclay et de l'Université de Paris, créé en 2020 de la fusion de cinq UMR situées sur le campus universitaire d'Orsay. Ce contrat sera effectué dans le cadre du projet ISAC. Le laboratoire IJCLab dispose de plateformes expérimentales adaptées ayant permis le développement de nombreux projets dans le domaine de la chimie des sels fondus.
