simulation de la structure de Ni irradié

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

2021-19055  

Description de l'unité

Laboratoire de recherches en sciences des matériaux

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

simulation de la structure de Ni irradié

Sujet de stage

Simulations à l'échelle atomique de l'évolution de la structure du nickel sous irradiation

Durée du contrat (en mois)

4-6 mois

Description de l'offre

L’irradiation par des particules énergétiques affecte les propriétés physiques (notamment mécaniques et thermiques) et chimiques (résistance à la corrosion) des matériaux. Après une telle sollicitation, pour comprendre les changements de propriétés, il faut observer et caractériser la microstructure à différentes échelles de temps et de dimension (du défaut ponctuel de taille nanométrique jusqu’au grain nouvellement formé en passant par des objets de dimension intermédiaire comme les boucles de dislocation ou les cavités). Pour cela, diverses techniques de caractérisation expérimentales (microscopies, spectrométries, spectroscopies…) sont disponibles.
Une alternative aux méthodes expérimentales consiste à modéliser par des calculs à l’échelle atomique, en particulier par dynamique moléculaire, les évolutions microstructurales induites sous irradiation. Nous utilisons une méthode originale consistant à accumuler des défauts ponctuels (lacunes et interstitiels) dans un cristal et à observer l’évolution de la structure atomique sous ce flux continu de défauts. Grace à cette technique, nous avons obtenu de bons résultats pour les évolutions structurales de l’oxyde d’uranium et du fer (cubique centré) sous irradiation. Nous souhaitons dans ce stage nous attaquer aux métaux de structure cubique à faces centrées, en particulier le nickel. En effet, nous disposons pour ce matériau de résultats de caractérisations expérimentales de cristaux irradiés aux ions qui montrent un comportement riche et complexe en terme de population de défauts et cette dernière varie en particulier avec la profondeur irradiée. Nous soupçonnons que cette variation est due à un changement avec la profondeur de la quantité relative de lacunes et d’interstitiels survivants.
Le stage consistera ainsi à utiliser la méthode d’accumulation de défauts en dynamique moléculaire sur le nickel. On étudiera divers aspects de cette méthode, en particulier l’effet de la variation de la quantité relative de lacunes et d’interstitiels injectés dans la structure. On abordera également l’effet possible de la présence de surfaces ainsi que celui de la vitesse de relaxation des structures atomiques pour distinguer les instabilités mécaniques de la structure de ses évolutions cinétiques.
L’analyse de ces calculs repose sur une observation des structures obtenues qui pose des problèmes subtils de détection des défauts (combien y a-t-il de défauts et de quelle nature ?). On comparera les méthodes classiques de détection de défauts par des critères simples à des méthodes avancées développées au laboratoire utilisant l’intelligence artificielle et le « machine learning ».
Ce stage est conçu comme un préalable à une thèse élargissant le sujet en incluant d’autres calculs ainsi qu’une partie expérimentale d’irradiations de nickel et d’alliages et les observations associés (microscopie électronique à transmission, diffraction, etc.).

Moyens / Méthodes / Logiciels

calculs de dynamique moléculaire

Profil du candidat

Un master 2 ou équivalent en chimie/physique du solide ou des matériaux est recommandé. Des notions en simulation numérique seraient un plus.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

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

Ville

Saclay

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Master 2

Formation recommandée

Sciences des matériaux/physique des solides

Possibilité de poursuite en thèse

Oui