Stage : Limite de teneur en plutonium et sûreté des REP H/F

Le stage se déroulera au Bureau de Statistiques et d'Études des Cœurs (BSEC) du Service de Maîtrise des Incidents et Accidents (SEMIA) de la Direction de l'Expertise, de la Recherche et de l'appui à l'autorité Technique (DERT). La mission principale du bureau est d'apporter l'expertise technique concernant la tenue du combustible et de la première barrière de confinement en situation de fonctionnement normal, incidentel et accidentel d'un réacteur.

Un appui sera apporté par le Laboratoire de Neutronique (LN) du Service de Neutronique et des risques de Criticité (SNC) de la Direction de la Recherche et de l'Expertise en Sûreté (DiRES).

Les réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP), tels que ceux exploités en France pour la production d'électricité, utilisent plusieurs types de combustible. Originalement conçus pour des combustibles à base d'oxyde d'uranium enrichi (UOX), ils ont été adaptés pour accommoder des combustibles d'oxyde mixtes (MOX), formés d'un mélange d'oxydes d'uranium et de plutonium, issu du retraitement des combustibles usés. Ces deux types de combustibles présentent des différences notables de comportement physique.

Le respect des principes de sûreté des REP impose des contraintes quant à la conception et à l'utilisation des combustibles MOX, qui s'ajoutent aux contraintes industrielles. Notamment, l'isotope 240 du plutonium présente une résonnance de capture forte dans le domaine épithermique qui induit des phénomènes de contre-réaction complexes. En particulier, pour s'assurer d'un coefficient de vide négatif même en cas de vidange complète du réacteur, une teneur maximale en plutonium de 12% dans le combustible MOX est généralement retenue. Cette limite gagnerait à être revisitée au regard des progrès des capacités de calcul neutronique d'une part, et des évolutions et des perspectives d'utilisation du MOX d'autre part.

L'objectif du stage est de questionner la teneur maximale de plutonium admissible dans les combustibles MOX en REP, en précisant les incertitudes, la sensibilité et les marges vis-à-vis des paramètres clefs de sûreté. Pour ce faire, le candidat réalisera des calculs de neutroniques déterministes et de Monte Carlo. Le développement de modèles de régression (e.g. réseaux de neurones) associés à une méthode d'optimisation (e.g. algorithme génétique ou processus gaussien) pourra être envisagé pour recherche de configurations pénalisantes. Un regard critique sur les capacités de ces différentes méthodes est attendu. Parmi les paramètres dont l'influence pourra être explorée, au choix du candidat, citons outre le taux de vide et la teneur en plutonium, l'échelle de simulation (assemblage, groupe d'assemblage ou cœur), le mode de gestion du combustible et le plan de chargement des assemblages, le taux de combustion, l'hétérogénéité du vide, le vecteur isotopique du plutonium, ainsi que tout autre paramètre d'intérêt qui pourrait être identifié durant les travaux.

Étudiant ayant suivi une spécialisation en ingénierie nucléaire, en dernière année d'école d'ingénieur ou en Master 2.

Compétences requises : neutronique, connaissances générales sur les réacteurs à eau pressurisée, programmation (Python). Une familiarité préalable avec les codes de calcul neutronique serait bénéfique.

Autonomie, rigueur, esprit de synthèse et intérêt pour la simulation numérique.

La diversité est une des composantes de la politique RSE, RH et Qualité de Vie au Travail à l’ASNR. Par conséquent, nous accordons la même considération à toutes les candidatures, sans discrimination, pour inclure tous les talents.
Quelles que soient les différences, nous souhaitons attirer, intégrer et fidéliser nos candidats et nos collaborateurs au sein d’un environnement de travail inclusif. L'ASNR conduit une politique active depuis de nombreuses années en faveur de l'égalité des chances au travail et l'emploi des personnes handicapées. Si vous êtes en situation de handicap, n'hésitez pas à nous faire part de vos éventuels besoins spécifiques afin que nous puissions les prendre en compte.

Conformément à l'article L114-1 du code de la sécurité intérieure, le candidat est informé qu'une enquête administrative, destinée à vérifier que son comportement n'est pas incompatible avec l'exercice des fonctions ou des missions envisagées, sera réalisée préalablement à l'affectation ou l'embauche.

D'autre part, l'ASNR en tant qu'autorité administrative indépendante est soumise au code général de la fonction publique. Ses personnels sont notamment tenus à l'obligation de neutralité et au respect du principe de laïcité.