Les offres de “CEA”

Il y a 27 joursCEA

Stage - Modélisation en dynamique moléculaire de la diffusion des gaz dans les combustibles nucléaires

  • Stage
  • Saint-Paul-lès-Durance (Bouches-du-Rhône)
  • Développement informatique

Description de l'offre

Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité

Référence

2024-32936

Description de l'unité

Le DEC réalise la R&D sur le combustible des réacteurs nucléaires regroupant des compétences uniques en réalisation d'essais caractérisant le comportement du combustible en conditions normales ou accidentelles par des essais en laboratoires chauds ou plus intégrés dans des réacteurs de recherche, associés étroitement avec la simulation numérique par des modèles multiéchelles, multiphysiques et multifilières.

Les outils de calcul scientifique nécessaires à l'étude du comportement des combustibles sont développés au sein du Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) et capitalisés dans la plateforme numérique PLEIADES. Ces outils contiennent des lois et des modèles simplifiés permettant d'accéder à des temps de calcul raisonnables.

Le Laboratoire de Modélisation du Comportement des Combustibles (LM2C) a pour missions principales : d'apporter les éléments justifiant les simplifications utilisées dans les applications de PLEIADES ; d'intégrer l'approche multiéchelle des calculs atomistiques jusqu'à la représentation mésoscopique dans les calculs à l'échelle de la microstructure ; de simuler par des calculs de l'échelle atomique à l'échelle du grain les matériaux combustibles pour accéder à leurs propriétés ; de dimensionner les expériences analytiques et les interpréter en liaison avec les laboratoires réalisant les expérimentations ; de développer les approches thermochimiques nécessaires à la compréhension du comportement du combustible.

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage - Modélisation en dynamique moléculaire de la diffusion des gaz dans les combustibles nucléaires

Sujet de stage

Ce stage propose de simuler la diffusion à l'échelle atomique des gaz de fission dans les combustibles nucléaires pour calculer les paramètres qui alimentent les modèles de comportement à l'échelle micro- et macroscopique.

Des nouveaux potentiels interatomiques de type machine learning offrent une précision accrue, permettant une caractérisation plus fidèle des propriétés complexes des matériaux qui sont ensuite transmises aux échelles de modélisation supérieures.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Contexte

Les combustibles nucléaires, tels que l’oxyde d’uranium (UO2) et les oxydes mixtes d’actinides, sont essentiels au bon fonctionnement des réacteurs nucléaires. Une compréhension approfondie de leur comportement est primordiale pour optimiser la sécurité et l’efficacité des installations nucléaires actuelles et futures.

Un point important à considérer est la génération de gaz de fission au sein de la structure solide du combustible. Ces gaz, à faible solubilité, engendrent la formation de bulles nanométriques. Ce réseau de bulles à l’échelle des grains influence de manière significative les propriétés physiques du combustible.

La simulation numérique multiéchelle joue un rôle complémentaire à la caractérisation expérimentale, en permettant de comprendre les phénomènes sous-jacents l’évolution des propriétés physiques et structurelles, et de prendre en compte l'impact des hétérogénéités de la microstructure, telles que les joints de grain ou les dislocations.

Objectifs du stage

Vous contribuez à la modélisation de la diffusion des gaz de fission à l’échelle de la microstructure des combustibles. Vous obtiendrez des coefficients de diffusion qui alimenteront les modèles de comportement du combustible basés entre autre sur la méthode du champ de phase, contribuant ainsi à une meilleure compréhension de la dynamique des gaz de fission.

Les missions

- Prendre en main les outils de simulation de dynamique moléculaire (DM) et les potentiels interatomiques machine learning (ML) développés au laboratoire.

- Réaliser des simulations DM de diffusion des gaz de fission intra-grain et le long des joints de grain, en utilisant un potentiel ML et un potentiel empirique.

- Analyser les résultats des simulations et comparer les coefficients de diffusion obtenus entre les deux potentiels et avec la littérature.

- Collaborer avec l’équipe pour implémenter les coefficients de diffusion obtenus dans les codes de champ de phase.

Compétences à acquérir

-Expertise en dynamique moléculaire et utilisation de potentiels ML.

-Compréhension approfondie des mécanismes de diffusion des gaz de fission dans les combustibles.

-Capacité à analyser critiquement les résultats de simulations et à les intégrer dans des modèles mésoscopiques.

-Développement d’une approche scientifique rigoureuse appliquée à des enjeux énergétiques et environnementaux majeurs.

Ce stage offre l’opportunité de contribuer à l’avancement des connaissances sur le comportement des combustibles nucléaires, tout en développant une expertise dans la réalisation et la gestion de simulations numériques complexes en physique des matériaux sur des supercalculateurs.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Dynamique moléculaire, potentiels interatomiques machine learning, LAMMPS

Profil recherché

Profil du candidat

Vous préparez un Bac+5(Diplôme École d'Ingénieurs ou équivalents) enPhysique du solide;Physique numérique; Science des matériaux.

Vous avez desolides connaissances en physique du solideouscience des matériaux, avec unfort intérêt pour les simulations numériquesetl'informatiqueainsi qu' une appétence pour larecherche appliquée.

Adressez-nous votre candidature pour rejoindre l'équipe et contribuer aux
projets structurants et innovants du CEA !


Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation.

Faire de chaque avenir une réussite.
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