Stage : OFFRE POURVUE Calculs atomistiques dans U3Si2 H/F à Saint-Paul-lez-Durance

Stage : OFFRE POURVUE Calculs atomistiques dans U3Si2 H/F

Description du poste

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

2020-14316

Description de l'unité

"Le stage est proposé au sein du Département d'Etudes des Combustibles (DEC), localisé sur le centre de Cadarache. Ce département est rattaché à l'institut IRESNE (Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone) de la Direction des Energies (DES). Il mène une activité centrée autour du combustible nucléaire dans l'objectif d'accroître les performances et la sûreté des réacteurs actuels (générations 2&3) et de développer les combustibles nucléaires des réacteurs du futur (4ème génération). Il a pour mission d'acquérir, d'intégrer et capitaliser les connaissances relatives à la conception, à la fabrication, à la caractérisation et à l'étude du comportement des éléments combustibles nucléaires en réacteur. Les activités du DEC associent simulation numérique/modélisation, expérimentation dans des laboratoires dédiés aux combustibles nucléaires (Laboratoire UO2, laboratoire de haute activité LECA-STAR), analyses radiochimiques et chimiques.Le DEC rassemble environ 250 ingénieurs, chercheurs et techniciens et contribue à la formation par la recherche avec l'accueil de plus d'une centaine de stagiaires (Master, Ecole d'ingénieurs, DUT…), d'apprentis, de doctorants et post-doctorants. Il entretient de nombreuses collaborations avec des partenaires industriels, des laboratoires académiques (universités, CNRS) que ce soit au niveau national ou international

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

OFFRE POURVUE Calculs atomistiques dans U3Si2 H/F

Sujet de stage

Calcul des propriétés thermodynamiques de U3Si2

Durée du contrat (en mois)

4 à 6 mois

Description de l'offre

Contexte:
Les alliages d'uranium et de silicium, et en particulier U3Si2, sont étudiés comme alternative au dioxyde d'uranium dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Ces composés présentent plusieurs avantages, notamment une plus grande conductivité thermique et une plus grande densité en uranium. Les propriétés thermodynamiques (chaleur spécifique, conductivité et expansion thermique…) sont des données essentielles pour le design du combustible. Elles reposent sur la connaissance des vibrations atomiques et plus spécifiquement sur le spectre de phonons et la structure du matériau.

Objectifs:
L'objectif du stage sera de calculer le spectre de phonons de différentes structures du composé U3Si2 en tenant compte des effets anharmoniques présents à haute température et en utilisant les outils de simulations développés au CEA. Les quantités thermodynamiques obtenues à partir de ces spectres seront ensuite comparées aux données expérimentales et aux calculs de la littérature.

Déroulement:
Dans un premier temps, le stagiaire devra prendre en main le code de simulation atomique VASP et le code de calcul de phonons A-TDEP. Il calculera ensuite les spectres de phonons à 0 K dans l'approximation harmonique avant de simuler des supercellules en dynamique moléculaire pour tenir compte des effets anharmoniques. Une analyse des résultats en fonction des différentes approximations sera ensuite menée pour quantifier l'importance de l'anharmonicité sur les propriétés thermodynamiques, avant une comparaison avec les données expérimentales.

Collaborations:
Collaboration avec le CEA/DAM (Paris) où les outils de calcul des phonons en température ont été développés.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Utilisation des codes VASP et A-TDEP. Travail effectué sous Linux. Accès aux calculateurs du CEA et

Profil du candidat

Ecole d'Ingénieur ou Master Recherche en Physique du solide, Physique Théorique, Chimie-Physique.

Date de publication

14-04-2021

Informations supplémentaires

Statut
Actif
Formation requise
Université
Lieu
Saint-Paul-lez-Durance
Heures de travail par semaine
4 - 40
Type de Contrat
Alternance/Apprentissage
Secteur
Autres
Permis de conduire FR/EU exigé
Non
Voiture exigée
Non
Lettre de motivation exigée
Non
Langues
Français

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