Afin de déterminer la composition isotopique et/ou élémentaire d'échantillons nucléaires contenant notamment de l'uranium et du plutonium, le Laboratoire de développement Analytique, Nucléaire, Isotopique et Elémentaire du CEA de Saclay utilise des techniques de spectrométrie de masse inorganique, TIMS ou MC-ICP-MS.[1-3] Des séparations chimiques sont réalisées en amont des analyses, pour partie du fait de la présence d'interférences entre les isotopes d'intérêt. Ces séparations chimiques permettent l'obtention de trois fractions différentes : une première contenant des produits de fission et actinides mineurs trivalents, une seconde contenant le plutonium et une troisième contenant l'uranium. Actuellement, cette étape de séparation chimique est réalisée par chromatographie liquide en utilisant une résine extractante conditionnée dans des cartouches ayant un volume de résine de 2 mL.[4] Dans l'optique de diminuer les quantités de déchets solides et la dose de rayonnements ionisants reçue par l'opérateur, l'utilisation de systèmes miniaturisés et/ou automatisés est envisagée.

L'objectif de ce contrat post-doctoral est le développement d'une méthode de séparation chromatographique des actinides contenus dans des échantillons nucléaires avec un volume de résine de l'ordre de 200 µL. Le travail se concentrera autour de trois axes de recherche.

Le premier axe consistera à optimiser la méthode de séparation miniaturisée. L'influence de la méthode de remplissage du système, de la pression appliquée lors de la séparation et de la composition des éluants sera étudiée en calculant les facteurs de décontamination associés. Un second axe de développement se focalisera sur la conception d'un système simple à utiliser pour l'opérateur et minimisant les étapes de manipulation en boîte à gants afin de diminuer l'exposition aux rayonnements ionisants. Le dernier axe de développement consistera à appliquer ces développements à la détermination de la composition isotopique d'échantillons nucléaires par TIMS ou MC-ICP-MS avec des incertitudes de l'ordre du pour-mille.

Le/la candidat(e) sera amené à travailler dans des laboratoires conventionnels ainsi que dans un laboratoire classé d’un point de vue radiologique. Il / Elle  disposera d’une instrumentation de pointe (TIMS, MC-ICP-MS, ICP-MS) pour mener à bien ces développements et travaillera en collaboration avec des spécialistes en analyse isotopique et élémentaire de haute précision et en miniaturisation de méthodes de chimie analytique. Les compétences et l'expérience acquises par le/la candidat(e) en microfluidique et en chimie analytique au cours de ce projet post doctoral seront des atouts pour son projet professionnel.

Titulaire d'un doctorat en chimie analytique avec des compétences en ICP-MS, TIMS ou techniques de séparations chimiques inorganiques ou titulaire d'un doctorat dans le domaine de la microfluidique.

Mots Clefs : Chromatographie, spectrométrie de masse, chimie des actinides, microfluidique, miniaturisation