Dans le cadre du développement des réacteurs nucléaires de 4ème génération, la modélisation physico-chimique du comportement du combustible oxyde mixte (U,Pu)O2-x sous irradiation est déployée.
Sous irradiation, la température du combustible peut s’élever jusqu’à près de 2500 K en son centre, induisant diverses phénomènes physico-chimiques tels qu' une redistribution radiale des actinides.
C’est ce dernier point qui fait l’objet de ce sujet de stage.
La redistribution des éléments de l’oxyde le long du rayon de la pastille, dont les phénomènes physiques responsables sont le transport de matière en phase gazeuse et le flux diffusif en phase solide, engendre des variations radiales de composition du combustible et donc de son comportement thermique. De ce fait, une modélisation prédictive de la redistribution des actinides est un enjeu majeur pour la qualification du code de performance et vis-à-vis des études de sûreté nucléaire.
La simulation développée actuellement, est basée sur des modèles phénoménologiques. Cependant, des écarts entre calculs et mesures expérimentales ont été observés.
La compréhension des mécanismes de transport de matière ainsi que la détermination des conditions thermiques d’activation de la redistribution sont donc essentielles.
L’enjeux de ce stage est d'améliorer la compréhension et la modélisation des mécanismes de transport prépondérants dans le combustible, sous irradiation.
Ce qui permettra une meilleure prédiction de la redistribution des actinides.
Pour ce faire, une étude bibliographique sera d'abord réalisée.
Ensuite, des critères seront définis afin d’évaluer la pertinence de la modélisation pour les différentes configurations testées. Le couplage des deux modèles de transport sera testé et les résultats de la modélisation seront comparés aux données expérimentales relatives à plusieurs expériences, permettant de conclure sur la cohérence du couplage.
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