Chimie de l'aluminium et du chrome dans le circuit primaire en situation d'accident grave d'un coeur ATF - interaction avec des produits de fission volatils (PsD RES26-1)

L'Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection est une autorité administrative indépendante créée par la loi du 21 mai 2024 relative à l'organisation de la gouvernance de la sûreté nucléaire et de la radioprotection pour répondre au défi de la relance de la filière nucléaire. Elle assure, au nom de l’État, le contrôle des activités nucléaires civiles en France et remplit des missions d'expertise, de recherche, de formation et d’information des publics.
L’ASNR contribue, par ses travaux de recherche et d’expertise, à l’élaboration et à la mise en œuvre des politiques publiques en matière de prévention et de protection contre les risques associés aux rayonnements ionisants dans les secteurs de l’énergie, de l’environnement ou de la santé.

Au sein de l’ASNR, le laboratoire qui appartient au groupe thématique de recherche «Altération et vieillissement des matériaux du nucléaire » et « Dispersion des matières radioactives et polluants » a été agréé par l’HCERES en 2021. Il apporte également un soutien technique dans le cadre des expertises de sûreté.

Les domaines de recherche du laboratoire d'expérimentation environnement et chimie (L2EC), concernent la chimie des produits de fission en situations accident grave, incluant les aspects transfert et mitigation, et le vieillissement au sens large des matériaux polymères et pathologies gonflantes affectant le béton.
Il est responsable de deux plateformes expérimentales, CHROMIA et ODE, référencées dans le projet Européen OFFERR (eurOpean platForm For accEssing nucleaR R&d facilities).

Le combustible dopé au chrome, obtenu par ajout de faibles quantités de Cr₂O₃ à l'UO₂, est particulièrement étudié car il améliore certaines performances du combustible : augmentation de la taille des grains, réduction des émissions de gaz de fission et diminution des risques d'interaction entre les pastilles et la gaine. D'autres additifs, comme le mélange Cr₂O₃–Al₂O₃, sont également envisagés pour optimiser la microstructure du combustible. Parallèlement, des gaines recouvertes de chrome ou composées d'alliages Fe-Cr-Al sont développées afin d'améliorer leur résistance à l'oxydation en situation accidentelle.

Cependant, les connaissances restent limitées concernant le comportement du chrome et de l'aluminium lors d'accidents graves, notamment leur relâchement et leurs interactions avec les produits de fission. Les quantités présentes dans un cœur de réacteur peuvent être importantes et entraîner des réactions avec des éléments comme le césium, le molybdène ou l'iode. Ces phénomènes peuvent modifier le transport des produits radioactifs dans le circuit primaire et l'enceinte de confinement, tout en soulevant des enjeux de toxicité chimique et radiologique.;

Dans ce contexte, le programme OCDE FORESEEN (2026–2030) vise à approfondir l'étude du transport et de la réactivité du chrome et de l'aluminium dans des conditions représentatives d'accident grave, notamment en présence de vapeur borée et de plusieurs produits de fission.

Le post-doctorat présenté, d'une durée de 18 mois, poursuivra les premiers travaux entrepris au laboratoire, en se concentrant particulièrement sur la réactivité du chrome en présence de vapeur borée et les étendra à l'étude du comportement de l'aluminium. L'objectif final est d'acquérir des connaissances et des données pour développer des modèles capables de mieux prédire le transport et les interactions de ces éléments dans le circuit de refroidissement du réacteur lors d'accidents graves.

La mission d'une durée de 18 mois se décompose en 3 parties :

• Phase préparatoire : réalisation de pré-tests de qualification d'injection d'aluminium (courbes de vaporisation du creuset ; limite de détection des analyses ; puretés des réactifs ; mise en solution des dépôts …)
• Réalisation de la matrice d'essais sur le système Al-Mo-B incluant potentiellement des essais de reproductibilité puis de la matrice d'essais sur le système Cr-Cs(I)-B
• Interprétation des essais et potentiellement optimisation/adaptation du modèle existant, rédaction des rapports d'essais, valorisation des travaux (publication, congrès).

Ce travail a une forte composante collaborative avec différents services internes ou externes de l'ASNR qui sont parties prenantes de ce projet de recherche. Vous formaliserez et communiquerez les résultats de vos travaux de recherche vers les partenaires du projet et possiblement vers les entités de la sphère du nucléaire directement intéressées par nos travaux.

Vous êtes titulaire d'un diplôme doctorat en chimie, physique, matériau ou nucléaire, idéalement connaissances des techniques de chimie analytique et/ou analyses de surface.
Vous aimez l'expérimentation, vous êtes dynamique, créatif, méthodique et rigoureux. Vous êtes respectueux des règles de sécurité. Vous faites preuve d'esprit d'analyse et de synthèse. Vous appréciez le travail en équipe et avez une bonne aptitude rédactionnelle. Votre capacité de communication et d'adaptation vous permet de mener à bien les actions de recherche dont vous aurez la charge. Ce poste demande de bonnes capacités relationnelles.