Stage - Simuler L'impact Des Défauts D'irradiation Sur La Conductivité Thermique D'un Combustible (H/F)

Description du poste

**Domaine**:

- Matériaux, physique du solide

**Contrat**:

- Stage

**Intitulé de l'offre**:

- STAGE - Simuler l'impact des défauts d'irradiation sur la conductivité thermique d'un combustible H/F

**Sujet de stage**:

- Durant son irradiation en réacteur, le combustible nucléaire est fortement perturbé. En particulier, les défauts d'irradiation altèrent sa conductivité thermique, dimensionnante pour les caractéristiques des sûreté. Le but du stage est d'évaluer par diverses méthodes de simulation l'impact de ces défauts.

**Durée du contrat (en mois)**:

- 6

**Description de l'offre**:

- Vous serez accueilli-e au sein de **l’IRESNE**, institut de la DES, où vous intégrerez l’équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités.

Lorsqu’un noyau d’uranium se scinde, les deux fragments de fission traversent le matériau combustible à près de 15.000 km/s, déposant toute leur énergie en quelques picosecondes dans le réseau cristallin. Celui-ci est violemment perturbé avant de retrouver quasiment son état initial - à une exception près: des centaines de milliers d’atomes restent déplacés de leur site. Ces défauts d’irradiation ne sont pas de simples curiosités microscopiques ; ils ont un impact majeur sur les propriétés du matériau. En particulier, ils perturbent la propagation des phonons, ces vibrations qui transportent la chaleur, modifiant ainsi la conductivité thermique.

L’objectif de ce stage est de **quantifier l’impact des défauts d’irradiation sur la conductivité thermique de l’UO₂**, le combustible standard utilisé dans les réacteurs nucléaires.
- Votre travail s’articulera autour de plusieurs étapes clés:

- ** Modéliser les défauts d’irradiation**: avec un code de dynamique d’amas, vous simulerez l’évolution des populations de défauts dans différentes conditions d’irradiation.
- ** Relier les défauts au transport thermique**: vous combinerez les concentrations de défauts simulées avec les coefficients de variation de la conductivité, calculés, dans le cadre d’une thèse en cours, par dynamique moléculaire classique et ab initio. Vous enrichirez également ce jeu de données en réalisant des calculs similaires pour les défauts manquants.
- ** Développer une compréhension physique**: au-delà des calculs, vous contribuerez à une interprétation à partir des interactions défauts/ phonons.
- ** Prédire le comportement du combustible**: enfin, vous simulerez l’évolution de la conductivité thermique dans le combustible réel, soumis à différents historiques de température et de flux neutronique.

Ce projet s’inscrit dans un programme de **physique multi-échelle** de long terme, qui associe simulations à l’échelle atomique, modèles mésoscopiques et études à l’échelle du crayon combustible. L’objectif ultime est de développer des outils prédictifs utiles à la recherche comme à l’industrie nucléaire.

À l’issue du stage, vous aurez non seulement approfondi vos compétences en **science des matériaux, physique de l’irradiation et transport thermique**, mais aussi acquis une expérience concrète de la manière dont d**ifférentes approches de modélisation et les expériences se complètent pour relever des défis industriels réels** dans le domaine de l’énergie nucléaire.

**Moyens / Méthodes / Logiciels**:

- Dynamique Moléculaire Classique (LAMMPS), cinétique des défauts d'irradiation (CRESCENDO)
- Vous suivez un M2 ou un école d'ingénieurs en sciences des matériaux, physique ou chimie du solide, un goût et des compétences pour la théorie (physique statistique, physique du solide) et la simulation.

**Pourquoi Intégrer le CEA ?**
- Donner du sens à votre carrière en travaillant au service des grands enjeux sociétaux de demain.
- Avoir des perspectives de carrière avec plus de 60 familles de métier, des formations...
- Nos avantages : RTT, réseau de ligne de bus sur certains centres (gratuit), restauration collective, CSE
- Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation._

Localisation du poste

**Site**:

- Cadarache

**Localisation du poste**:

- France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

**Ville**:

- Saint Paul lez Durance

**Formation recommandée**:

- Master 2 ou Ecole d'ingénieur en cours en physique du solide, physique des matériaux, ph

**Possibilité de poursuite en thèse**:

- Oui

Demandeur

**Disponibilité du poste**:

- 01/11/2025

Informations générales

**Entité de rattachement**:
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, t