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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Simulation thermomécanique de combustibles RNR en situation accidentelle H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2020-14372  

Description de l'unité

"Le stage est proposé au sein du Département d'Etudes des Combustibles (DEC), localisé sur le centre de Cadarache. Ce département est rattaché à l'institut IRESNE (Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone) de la Direction des Energies (DES). Il mène une activité centrée autour du combustible nucléaire dans l'objectif d'accroître les performances et la sûreté des réacteurs actuels (générations 2&3) et de développer les combustibles nucléaires des réacteurs du futur (4ème génération). Il a pour mission d'acquérir, d'intégrer et capitaliser les connaissances relatives à la conception, à la fabrication, à la caractérisation et à l'étude du comportement des éléments combustibles nucléaires en réacteur. Les activités du DEC associent simulation numérique/modélisation, expérimentation dans des laboratoires dédiés aux combustibles nucléaires (Laboratoire UO2, laboratoire de haute activité LECA-STAR), analyses radiochimiques et chimiques.
Le DEC rassemble environ 250 ingénieurs, chercheurs et techniciens et contribue à la formation par la recherche avec l'accueil de plus d'une centaine de stagiaires (Master, Ecole d'ingénieurs, DUT…), d'apprentis, de doctorants et post-doctorants. Il entretient de nombreuses collaborations avec des partenaires industriels, des laboratoires académiques (universités, CNRS) que ce soit au niveau national ou international.
"

Description du poste

Domaine

Sciences pour l'ingénieur

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Simulation thermomécanique de combustibles RNR en situation accidentelle H/F

Sujet de stage

Etude du comportement thermomécanique de l'interface pastille-gaine du combustible de réacteurs à neutrons rapides lors d'essais transitoires

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

"Les réacteurs nucléaires de 4ème génération à caloporteur sodium sont une filière d’avenir, de par leur faible consommation en Uranium naturel et par la possibilité de transmutation. Le CEA souhaite donc continuer d’améliorer les outils de simulation dédiés en s’appuyant sur les nombreuses expériences réalisées en France par le passé, ainsi qu’en lançant de nouveaux programmes expérimentaux et de recherche internationaux visant à améliorer la sûreté de ces réacteurs.
Un des scénarios accidentels à prendre en compte dans le dimensionnement de ce type de réacteur est la perte de l’alimentation électrique, et donc des pompes primaires, ce qui génère une baisse progressive du débit de sodium refroidissant le cœur (Unprotected Loss Of Flow) associée à une élévation de la température du combustible.
Comme pour les réacteurs à eau pressurisée, le combustible se présente sous la forme de pastilles cylindriques de dioxyde d’uranium et de plutonium (MOx), maintenues dans une fine gaine métallique fermée aux extrémités par des bouchons soudés, appelée aiguille. En fonctionnement normal, le jeu entre les pastilles et la gaine est soit ouvert (jeu initial de montage), soit refermé, soit rempli par des composés de produits de fission formant un Joint Oxyde Gaine. Durant un transitoire ULOF, la puissance thermique du combustible diminue alors que la gaine s’échauffe, l’équilibre mécanique pastille-gaine est donc modifié par les dilatations thermiques différentes. La question est de savoir si les pastilles vont rester « ancrées » sur la gaine, se désolidariser instantanément, ou glisser progressivement. Cette question est cruciale pour évaluer correctement la température du combustible et sa position axiale, ces deux paramètres impactant directement la réactivité neutronique et donc la puissance du cœur.
Une série d’expériences réalisées par le passé dans le réacteur expérimental CABRI va permettre de valider la réponse de nos outils de calculs pour ce type de transitoire.
Objectifs :
GERMINAL est l’outil de calcul développé au CEA pour décrire finement le comportement thermomécanique et physico-chimique du combustible de type MOx des Réacteurs à neutrons rapides [https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-02339742]. Cet outil permet de simuler l’évolution du combustible lors de transitoires ULOF à partir de profils de température de gaine et de puissance linéique donnés. Actuellement, GERMINAL dispose d’un modèle simple d’ancrage du combustible dans la gaine, basé uniquement sur la fermeture du jeu, qui donne de bons résultats en fonctionnement nominal. On souhaite tester ce modèle par comparaison à des expériences d’ULOF existantes.

 
 
 
 

Moyens / Méthodes / Logiciels

Outil GERMINAL de la plateforme PLEIADES

Profil du candidat

formation généraliste en physique appliquée (mécanique, thermique, méthodes numériques)

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

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

Ville

saint paul lez durance

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

formation généraliste en physique appliquée (mécanique, thermique, méthodes numériques)

Possibilité de poursuite en thèse

Non