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Dans le cadre du plan France Relance, des projets d’étude portant sur le traitement/recyclage des combustibles nucléaires usés ont été engagés. Parmi les enjeux scientifiques considérés, une meilleure compréhension des réactions de précipitation intervenant aux différentes étapes du procédé de recyclage a été retenu comme objectif. L’objet de ce post doctorat de 12 mois est d’étudier la précipitation de composés inorganiques spécifiques en microfluidique.
En effet, jusqu’à présent réalisée en réacteurs batch ou en continu, l’étude de ces composés d’intérêt rend difficilement compte des phénomènes se produisant aux premiers instants de la précipitation. Les outils micro-fluidiques peuvent permettre de répondre à cette problématique. De plus ces techniques réduisent drastiquement les volumes des solutions engagées, facilitant la mise en œuvre d’essais dans des conditions chimiques variées, permettant d’optimiser les procédés chimiques tout en limitant fortement la production de déchets.
Deux systèmes d’intérêt ont été identifiés pour cette étude :
- Les composés MoZr, qui constituent des phases susceptibles de se former au cours des étapes de retraitement du combustible nucléaire usé pour lesquels le but de l’étude est de parvenir à définir les conditions de précipitation et le mode de nucléation afin de limiter leur formation dans le système industriel.
- L’oxalate de plutonium (et ses simulants), qui est la phase sur laquelle repose la synthèse de l’oxyde de plutonium pour la fabrication de combustibles MOx, pour laquelle l’objectif des essais est de démontrer la représentativité de la précipitation en microfluidique, de caractériser les premiers instants de la précipitation et d’évaluer la possibilité de faire varier la morphologie du précipité par un contrôle de l’hydrodynamique dans les canaux microfluidiques.
Afin d’évaluer le comportement au cours de la phase de nucléation et de caractériser les particules formées, l’objectif sera de coupler les outils microfluidiques développés à différents systèmes analytiques : SWAXS, DLS, spectroscopie vibrationnelle (UV, Raman). Ces essais seront développés dans un premier temps dans un laboratoire inactif avant de mettre en œuvre une validation expérimentale en milieu actif de l’installation ATALANTE sur les systèmes réels.
Ce travail se déroulera dans le cadre d’une collaboration entre différents laboratoires du DMRC/SPTC au sein d’équipes possédant une expertise reconnue sur l’étude des différents systèmes concernés.
Le (la) candidat(e) recherché(e) devra être titulaire d'une thèse chimie avec une expérience sur la mise en œuvre d’outils microfluidique. L’étude reposant sur la mise en œuvre d’essais de précipitation, une connaissance des outils micro-fluidiques adaptés à la formation de solide serait
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