Dans le contexte des recherches sur les réacteurs nucléaires de 4ème génération, le CEA travaille sur les Réacteurs à Neutrons Rapides refroidis au sodium (RNR-Na). Le Laboratoire de pré-Conception et Optimisation des Systèmes (LCOS), accueillant le stagiaire, réalise des études de conception et des études de fonctionnement et de sûreté de ces réacteurs.

Les réacteurs nucléaires de petite taille (SMR) sont susceptibles de répondre aux nouvelles problématiques énergétiques grâce à leur sûreté et leur coût. Pour un SMR refroidi au sodium, un niveau de sûreté accru peut être atteint grâce à l’intégration d’un cœur innovant, tel que le concept de cœur RNR-Na « CADOR », résistant naturellement à tous les transitoires accidentels sans chute de barres, grâce aux contre-réactions et notamment l'effet Doppler.

Le travail de stage consistera à étudier différentes options de conception de la chaudière accompagnant ce cœur. La démarche est guidée par la volonté de développer la sûreté intrinsèque du réacteur et de simplifier le design. Plusieurs pistes sont à explorer et à évaluer : suppression du circuit intermédiaire, manutention innovante des assemblages, Système de Conversion d'Energie (SCE) couplé à de la production de chaleur par cogénération. Ce SCE pourrait être à gaz, à eau/vapeur ou à CO2 supercritique.

Le CEA a développé un outil de simulation numérique, COPERNIC, pour la pré-conception de réacteurs innovants. L’intérêt de cet outil est son excellent rapport performance/ temps de calcul, tout à fait adapté à ce type d’étude, en utilisant des modèles simples de thermohydraulique et de thermique permettant de simuler des phénomènes physiques complexes. Le travail de stage nécessitera d’adapter les modèles déjà implémentés dans l’outil COPERNIC, et d’en développer de nouveaux, pour réaliser les études de conception présentées ci-dessus. Le stage pourra aussi nécessiter l'utilisation d'autres outils du CEA comme CATHARE (thermohydraulique système).