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Les procédés d’extraction liquide‑liquide sont largement utilisés tout au long du cycle du combustible nucléaire, notamment en aval du cycle pour la séparation de l’uranium et du plutonium dans le procédé PUREX. Comprendre les mécanismes d’extraction à l’échelle moléculaire constitue un enjeu important pour mieux maîtriser et, à terme, optimiser ces procédés. La structure de l’interface entre les phases aqueuse et organique, ainsi que la nature des espèces formées lors de l’extraction, jouent un rôle essentiel dans le transfert des ions métalliques d’une phase à l’autre. La dynamique moléculaire classique offre une approche particulièrement adaptée pour étudier ces phénomènes : elle permet de modéliser explicitement les deux phases et leur interface à l’échelle atomique, d’observer leur organisation spontanée et d’exploiter les trajectoires obtenues pour caractériser finement la structure, la dynamique et la spéciation des espèces présentes dans le système.

L’objectif de ce stage sera d’étudier, par dynamique moléculaire classique, des interfaces liquide‑liquide contenant de l’uranium(VI) et du TBP, extractant utilisé dans le procédé PUREX. L’étudiant(e) réalisera les simulations de ces systèmes puis analysera les trajectoires obtenues afin de caractériser le comportement de l’uranium dans les différentes régions du système. Une attention particulière sera portée à la spéciation de l’uranium dans les phases aqueuse et organique, ainsi qu’à sa spéciation et son environnement moléculaire au niveau de l’interface.

L’analyse des trajectoires permettra également de déterminer la partition de l’uranium entre les deux phases et d’identifier les interactions moléculaires impliquées dans son transfert. Selon l’avancement du stage, différentes propriétés structurales et dynamiques pourront être étudiées afin de relier les observations à l’échelle moléculaire aux données expérimentales d’extraction. Le stage permettra ainsi de se familiariser avec la simulation atomistique de systèmes complexes, l’analyse de trajectoires de dynamique moléculaire et les problématiques de chimie des interfaces appliquées au cycle du combustible nucléaire.

Vous intègrerez les équipes de l’Institut des Sciences et technologies pour une Economie Circulaire des énergies bas carbone – ISEC.

De notre côté, nous cherchons un(e) candidat(e) :

Préparant un master 2 université ou 3ème année d’école d’ingénieur (chimie théorique, physico-chimie, etc.).

Justifiant un intérêt pour la chimie théorique et la modélisation moléculaire.

Faisant preuve de curiosité et manifestant un réel intérêt pour le domaine de la recherche.

De votre côté, vous cherchez une entreprise :

Qui s'inscrit dans un cadre de recherche, de développement et d’innovation possédant une culture, un patrimoine et des installations uniques avec un esprit de responsabilité et de durabilité.

Qui développe vos compétences et construit votre parcours professionnel.

Qui prône la mixité et la diversité.

Le CEA est un acteur engagé dans l’accueil, l’insertion et le maintien dans l’emploi des salariés en situation de handicap. Ainsi, si vous le souhaitez, vous pouvez également joindre tous documents justifiants de votre situation de handicap (RQTH, carte mobilité inclusion, pension d’invalidité, etc).