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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Etude de la formation du lit de débris : mise en place d'un modèle de dynamique couplant neutronique et


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

2021-18800-S0604  

Description de l'unité

Le SPRC (Service de Physique des Réacteurs et du Cycle), intégré au Département d'études des réacteurs (DER) de l’Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d’énergie bas carbone (IRESNE) regroupe les compétences en neutronique et physique nucléaire dans le domaine de la physique des réacteurs et du cycle du combustible associé.
Une des missions principales du SPRC est de fournir au CEA et à ses partenaires industriels, des formulaires de calcul pour les diverses filières de réacteurs (ensemble de données nucléaires et schémas de calcul validés). Ces formulaires industriels permettent d'évaluer avec une précision suffisante, pour une filière nucléaire et son cycle associé, les paramètres neutroniques nécessaires à la conception, au fonctionnement et à la sûreté des réacteurs ainsi qu'à celles des autres étapes du cycle nucléaire.
En complément, le SPRC participe à la réalisation des mesures différentielles des données nucléaires, à leur mise en forme et à leur qualification. Il réalise également les études neutroniques de conception de cœurs de réacteurs innovants, et, à l'aide d'études de scénarios électronucléaires, évalue l'incidence des évolutions du parc des installations nucléaires (réacteurs et usines).

Description du poste

Domaine

Neutronique et physique des réacteurs

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Etude de la formation du lit de débris : mise en place d'un modèle de dynamique couplant neutronique et

Sujet de stage

Etude de la formation du lit de débris : mise en place d'un modèle de dynamique couplant neutronique et thermique.

Durée du contrat (en mois)

6 mois mois

Description de l'offre

Contexte du stage :
Dans le cadre des études d’accidents graves sur les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium, les accidents « ultimes » (menant à la fusion du cœur) doivent être pris en compte afin de pouvoir garantir le maintien du confinement des matières radioactives même dans les situations les plus extrêmes. Ce type d’accident peut aboutir à la formation d’un corium (mélange fondu de combustible et d’acier) qui se relocalise dans les parties inférieures de la cuve, où se trouve un récupérateur de corium. Le processus de relocalisation du corium sur le récupérateur peut aboutir à un jet de particules de corium solides qui forment progressivement ce que l’on nomme un « lit de débris ». La modélisation du comportement de ce lit de débris pendant et après sa formation (stabilité, refroidissement ou re-fusion) est un enjeu important pour la démonstration de sûreté du réacteur.
Les problématiques de la formation du lit de débris et de son évolution dans le temps sont très peu connues. A long terme, la refroidissabilité est la principale inconnue actuelle à l’étude. A plus court terme, des problèmes de neutronique apparaissent avec la possibilité de créer des géométries sur-critiques : celles-ci pourraient aboutir à des dégagements énergétiques, à la refonte du lit de débris et donc à des risques de perte du confinement.
Un stage a déjà permis de quantifier le niveau atteint de réactivité en fonction de nombreux paramètres de formation du lit de débris.
Objectifs du stage :
L’objectif de ce stage serait donc de poursuivre cette étude en développant un modèle simplifié de dynamique de simulation de l’écoulement du lit de débris afin de quantifier les principaux paramètres d’intérêt pilotant les niveaux de puissance atteints ainsi que les températures des différents matériaux.
Déroulement du stage :
Ce travail sera mené en collaboration avec les équipes du SMTA et du SESI qui travaillent sur la modélisation des accidents graves et qui nous permettront de proposer un certain nombre de scénarios envisageables pour le lit de débris, ainsi que des évolutions envisageables tout en postulant des hypothèses raisonnables.
Le travail sera itératif et alternera des phases de développements très simplifiés en python et des études de physique. Ainsi, un couplage entre l’outil TRIPOLI4 (calcul stochastique de neutronique), un modèle de cinétique ponctuelle et des modèles simplifiés de thermique devront être mis en place au fur et à mesure du stage afin de réaliser différents scénarios de formation du lit de débris.

L’analyse physique des résultats et les idées proposées par l’étudiant tout au long du stage permettront d’orienter la recherche au fur et à mesure de l’avancée des travaux.
Les travaux réalisés pendant le stage pourront faire l’objet d’une publication scientifique.

Profil du candidat

Troisième année d'Ecole d'Ingénieur ou M2 Génie Nucléaire
Environnement Linux, Outil de calculs TRIPOLI4, Connaissances en python. Potentiellement SIMMER et APOLLO3.
Master 2

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur