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Les déchets nucléaires entreposés dans les silos d'ORANO sont principalement constitués de déchets métalliques - graphite, magnésium et uranium - issus du démantèlement des anciens réacteurs Uranium Naturel Graphite Gaz (UNGG). On y trouve des pièces massives mais aussi des débris. La méthode pour gérer les déchets métalliques radioactifs est le conditionnement en matrices cimentaires.
Cependant, cette méthode ne peut pas être utilisée pour les déchets de fine granulométrie car leur surface spécifique élevée les rend très réactifs. La réaction entre les déchets métalliques et la solution porale des matrices produit de l'hydrogène et des produits d'oxydation qui peuvent fissurer le colis de stockage et compromettre le confinement de la radioactivité. Actuellement, aucune voie de gestion des déchets nucléaires métalliques pulvérulents n'est définie.
Dans le cadre du projet France 2030 SELF, un prétraitement oxydant par l'eau des déchets métalliques dans un sel hydroxyde fondu NaOH-KOH à 225°C, avant leur conditionnement en matrices cimentaires, a été proposé. Ce procédé permet d'inerter les déchets métalliques et assure la sûreté du colis de stockage. A IJCLab, une thèse a été consacrée à la réactivité des principaux déchets nucléaires métalliques - C, Mg et U - dans le sel fondu NaOH-KOH à 225°C. Ce travail a été consacré à l'étude des hydroxydes fondus et la chimie de l'eau dans ce milieu, les mécanismes et cinétiques d'oxydation des métaux et la corrosion de différents matériaux pour le creuset. L'objectif de l'ingénieur d'études est de continuer cette étude en regardant la chimie de l'uranium dans ces milieux et la synergie potentielle dans la réaction d'oxydation entre les déchets métalliques de différente nature.
Activités
Il s'agit notamment de poursuivre l'étude sur la réactivité de l'uranium dans les hydroxydes fondus, de vérifier s'il y a un effet de synergie possible sur la réactivité des métaux en cas de mélange, de définir un protocole de recyclage des hydroxydes fondus.
Compétences
Le candidat devra être titulaire d'un Master ou d'école d'ingénieur en électrochimie, chimie analytique ou chimie des matériaux. Le poste nécessite de solides connaissances de chimie en solution aqueuse ou non-aqueuse, calculs thermodynamiques, électrochimie et chimie des matériaux (techniques de caractérisation de surface) et une formation solide en chimiste expérimentateur.
Le candidat devra aussi avoir de bonnes aptitudes de communication orale et écrite (en français ET en anglais) pour présenter ses résultats au cours des réunions de travail et dans des congrès internationaux ainsi que pour rédiger les rapports et les articles dans des revues scientifiques. Nous recherchons un jeune chercheur qui saura s'impliquer dans son projet, ayant une certaine autonomie et une forte motivation pour développer des compétences dans le domaine du conditionnement des déchets nucléaires. De plus, le candidat devra être apte à travailler en équipe en utilisant les différentes techniques mises à disposition pour mener à bien son projet. Il faudra qu'il s'adapte aux différents environnements de travail et qu'il gère ce projet collaboratif.
Contexte de travail
Le laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie est un laboratoire de physique sous tutelle du CNRS, de l'université Paris-Saclay et de l'université de Paris, créé en 2020 de la fusion des cinq UMR situées sur le campus universitaire d'Orsay : le Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière (CSNSM), le laboratoire d'Imagerie et modélisation en neurobiologie et cancérologie (IMNC), l'Institut de physique nucléaire d'Orsay (IPNO), le Laboratoire de l'accélérateur linéaire (LAL) et le Laboratoire de physique théorique (LPT). Les thèmes de recherche du laboratoire sont la physique nucléaire, la physique des hautes énergies, les astroparticules et la cosmologie, la physique théorique, les accélérateurs et les détecteurs de particules ainsi que les recherches et développements techniques et applications associées pour l'énergie, la santé et l'environnement.
La structure dispose de capacités techniques très importantes (environ 280 ingénieurs et techniciens) dans tous les grands domaines requis pour concevoir, mettre au point et en oeuvre les dispositifs expérimentaux nécessaires à son activité scientifique : mécanique, électronique, informatique, instrumentation, techniques d'accélération, techniques de la biologie, radiochimie et physique et chimie pour l'énergie nucléaire. Ces forces techniques représentent un atout de premier plan pour la conception, le développement et l'utilisation des instruments nécessaires (accélérateurs et détecteurs). La présence des infrastructures de recherche et des plateformes technologiques rassemblées sur le site du laboratoire constitue également un atout majeur.
Ce contrat a pour cadre le projet SELF (BPI - France 2030). La partie expérimentale sera réalisée dans le pôle Energie et Environnement de IJCLab, dans l'équipe CHIMèNE (Chimie, Irradiation, Matériaux, Modélisations, Electrochimie pour le Nucléaire et l'Environnement) en collaboration avec ORANO. L'équipe de IJCLab travaille depuis 2012 sur le conditionnement des déchets nucléaires dans des matrices cimentaires et depuis 2015 sur la gestion des déchets pulvérulents en milieu sels fondus. Cette équipe a pu mettre en place l'équipement nécessaire pour mener à bien ces études et dispose notamment de laboratoires en zone surveillée pour les études expérimentales sur des matières nucléaires telles que l'uranium.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques
Le candidat devra respecter les recommandations du service de radioprotection pour le travail dans cette zone.