Dans un réacteur à sel fondu, le combustible est constitué d’un mélange de sel d’halogénure et de noyaux fissiles. Ce mélange est liquide  à haute température (>400°C). Au sein d’un RSF, le combustible liquide circule dans un circuit fermé et assure à la fois la fonction de production de chaleur et de transport de chaleur. 

La maîtrise de la température du sel permet de piloter le réacteur via les contre-réactions neutroniques. Un refroidissement du sel tend à augmenter la puissance dégagée par densification du milieu salin tandis qu’un échauffement du sel induit une baisse de la puissance. Depuis une quinzaine d’année un regain d’intérêt se développe à l’international autour de cette technologie avec de nombreux projets de réacteurs (USA, Russie, Chine, Europe) et notamment en France avec le projet ISAC. 

Le projet ISAC est un projet issu du plan France Relance ayant pour objectif d’étudier la transmutation des déchets radioactifs à vie longue dans un RSF à neutrons rapides. Le projet ISAC a démarré en 2022 pour une durée de 4 ans. Il regroupe 5 partenaires (CEA, CNRS, EDF, FRAMATOME, ORANO). Un de ces objectifs est de préconcevoir une esquisse de RSF dédié à la transmutation (réacteur ARAMIS). 

Le code de thermohydraulique système CATHARE3 est le code de référence en France pour l’étude du fonctionnement des réacteurs à eau légère (REL) et des réacteurs refroidis au sodium (RNR-Na). Il a fait l’objet de développements récents visant à modéliser les réacteurs à combustible liquide.  

En 2024, un premier modèle du réacteur ARAMIS avec CATHARE3 a été développé.

Le premier objectif du stage proposé est d’adapter et préciser ce modèle vis-à-vis de la dernière version de l’esquisse ARAMIS.

Le second objectif est de réaliser les calculs de plusieurs transitoires de fonctionnement du réacteur (scénario de perte de source froide; scénario d’insertion de réactivité; scénario de pertes ou d’accélération des pompes d’une ou plusieurs pompes).

Le stage se déroulera en plusieurs étapes, pré-identifiées ci-dessous :

• Mise-à-jour des propriétés des sels fondus dans CATHARE3.

• Mises à jour des données d’entrées vers la dernière version de l’esquisse ARAMIS (géométrie des circuits et composants, données neutroniques, corrélations).

• Amélioration de la modélisation : prise en compte de la circulation des précurseurs de puissance résiduelle, raffinement de la modélisation du cœur, ajout d’un circuit d’évacuation de puissance résiduelle, particularisation d’une boucle.

• Réalisation des transitoires de fonctionnement spécifiés dans ISAC.

• Comparaisons avec les résultats obtenus avec le code MOSAICS (code de transitoire simplifié adapté au RSF et utilisé au CEA dans le cadre du projet ISAC).

Vous préparez un Bac+5 (Diplôme École d'Ingénieurs ou équivalents)  dans le domaine de la physique des réacteurs.

Des connaissances en thermohydraulique, thermique et cinétique neutronique sont indispensables. 

Une formation aux technologies nucléaires (notamment RSF) est un avantage supplémentaire, de même qu'une connaissance du code CATHARE.

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Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation.