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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Etude de l'émanation et de l'adsorption du radon en milieux planétaires 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

2022-24550  

Description de l'unité

Ce stage de Master 2 sera basé en partie au CEA/LNHB (Gif-sur-Yvette, avec Benoit Sabot) et en partie à l'IPGP (Paris avec Frédéric Girault ).

Le Laboratoire National Henri Becquerel (LNHB), implanté à Saclay, est désigné par le LNE (Laboratoire National de Métrologie et d'Essais) pour la métrologie primaire des rayonnements ionisants. C'est un laboratoire du CEA (Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives) avec un personnel permanent d'environ 40 personnes. Au sein du LNHB, le Laboratoire de Métrologie de l'Activité (LMA) dispose de diverses techniques de mesure de l'activité et développe des applications en métrologie des rayonnements ionisants.

L'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) est un établissement d'enseignement supérieur et de recherche. Le site principal se situe dans le 5e arrondissement de Paris, à Jussieu. L'IPGP étudie la Terre et les planètes depuis le noyau jusqu'aux enveloppes fluides les plus superficielles, à travers l'observation, l'expérimentation et la modélisation. Il a la charge de services d'observation en volcanologie, sismologie, magnétisme, gravimétrie et érosion à travers ses observatoires sur les îles de Guadeloupe, de la Martinique, de la Réunion et à Chambon-la-Forêt (France métropolitaine).

L'équipe d'encadrant sera aussi complétée de Pierre-Yves Meslin de l'université de Toulouse à l'IRAP en charge du projet DORN développant les modèles de transport du radon sur la Lune et Mars.

Description du poste

Domaine

Instrumentation, métrologie et contrôle

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Etude de l'émanation et de l'adsorption du radon en milieux planétaires H/F

Sujet de stage

Le gaz rare radioactif radon-222 est naturellement produit dans l'espace poreux de roches et sols par désintégration alpha du solide radium-226 dans la chaîne de décroissance radioactive de l'uranium-238. Le gaz radon et ses descendants radioactifs constituent un outil puissant pour tracer le transport de gaz, de fluides et d'aérosols dans la lithosphère, l'hydrosphère et l'atmosphère terrestres. Des applications similaires peuvent être envisagées sur d'autres planètes. A la surface de la Lune par exemple, des variations spatiales et temporelles énigmatiques de radon et de polonium ont été mesurées depuis l'orbite lunaire par spectrométrie alpha, hypothétiquement attribuées à l'activité tectonique lunaire. Dans l'atmosphère de Mars, la distribution de radon semble refléter à la fois des variations du terme source, mais aussi des variations induites par la circulation atmosphérique. Il est nécessaire de connaître le terme source radon et son transport dans les sols.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Pour étudier l’émanation et l’adsorption de radon dans différents milieux planétaires extraterrestres où les concentrations en radium et les masses d’échantillons disponibles sont extrêmement faibles, on doit utiliser des appareils de mesure de radioactivité alpha de haute sensibilité, se placer en conditions spatiales, et s’intéresser à des objets comme des échantillons analogues ou artificiels, des météorites, ou encore des échantillons rapportés de missions spatiales. Dans le cadre du projet franco-chinois DORN, sont prévues les premières mesures de radon et polonium par spectrométrie alpha à la surface de la Lune pendant 48 heures à bord de Chang’E 6 et un retour d’échantillons du régolithe lunaire sur Terre dont une partie pourra être utilisée pour des mesures de pour des mesures de radioactivité. Ce sujet de stage s’inscrit donc en partie dans la préparation des futures mesures sur ces échantillons rapportés sur Terre.

L’activité majeure du stage de M2 sera métrologique et consistera à développer et à améliorer la méthode de mesure de l’émission radon d’échantillons de faible masse en conditions spatiales. Le radon sera piégé cryogéniquement dans le liquide scintillant de fioles dédiées. Une méthode de haute sensibilité mesurant la période du Po-214 par scintillation liquide a été développée par Benoit Sabot au LNHB, mais la limite de détection actuelle devra être abaissée d’un à deux ordres de grandeur. Des pistes prometteuses comme la mise en place d’un blindage au plomb, d’un blindage actif, le développement d’une instrumentation compacte et sensible à base de photomultiplicateurs et l’utilisation de la technique de Pulse Shape Discrimination seront privilégiées.

Des échantillons variés d’analogues de régolithe lunaire et de météorites seront utilisés pour les phases de test. Les échantillons de météorites seront sélectionnés dans la collection de météorites du Muséum d’Histoire Naturelle de Vienne. Des comparaisons seront faites avec les résultats d’analyses d’uranium réalisées au laboratoire souterrain LAFARA. Une fois le protocole bien établi et les phases de tests validées, des mesures inégalées de radon pourront être réalisées sur des échantillons de régolithe lunaire rapporté par d’anciennes missions spatiales.

 Ces informations inédites permettront de nourrir des modèles de transport de radon et de comparer aux mesures qui seront réalisées in situ à la surface du régolithe lunaire dans le cadre de la mission Chang’E 6. Les valeurs de haute précision obtenues pourront être comparées avec les données disponibles d’émanation et d’adsorption de radon sur des météorites et des analogues. La méthode instrumentale développée pourra être appliquée à l’étude d’autres gaz rares en environnement spatial. Enfin, cette étude ouvrira de nouvelles perspectives pour quantifier l’influence possible de la perte de radon sur la datation U/Pb et Pb/Pb.

Ce stage de M2 pourrait aboutir à une thèse à la rentrée 2023 si un financement est obtenu.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Instrumentation, scintillation, détection gaz

Profil du candidat

Compétences attendues ou qui seront développées au cours du stage : bases en radioactivité, métrologie, instrumentation nucléaire, bases en Planétologie, Sciences de la Terre, Sciences des Matériaux ou Environnement, goût pour l’expérimentation.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Gif-sur-Yvette

Critères candidat

Langues

Français (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme d'études approfondies (DEA)

Formation recommandée

Master instrumentation / spatial / geoscience

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/02/2023