Simulation par dynamique moléculaire du plutonium(iv) en solution

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Simulation par Dynamique Moléculaire du Plutonium(IV) en Solution

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Avec la relance du nucléaire en France, le CEA joue un rôle clé dans l'industrie nucléaire de demain. Dans ce contexte, ingénieurs et chercheurs sont mobilisés pour répondre aux besoins croissants de cette industrie. Le plutonium est un élément clé dans le cycle du combustible nucléaire. L'acquisition de données moléculaires est cruciale pour optimiser et rationaliser les mécanismes ayant lieu lors des séparations de cet élément.
Le plutonium(IV) est l'une des formes cationiques les plus courantes dans le cycle du combustible nucléaire. Son étude par chimie théorique présente des difficultés tant sur la modélisation ab initio (orbitales du bloc f occupées) que sur les simulations atomistiques classiques. Dans la simulation par dynamique moléculaire classique, les modèles nécessitent impérativement l'ajout de l'effet de polarisation, et parfois même de l'ajout du transfert de charge afin de reproduire correctement le comportement du système. Ceci résulte en une absence quasi-totale, dans la littérature scientifique, des simulations classiques contenant du plutonium (IV). De plus, la spéciation de ce cation étant sensible à l'acidité dans le milieu, cette dernière doit être prise en compte dans les simulations, rajoutant ainsi une difficulté supplémentaire.
Cette thèse vise à simuler, par dynamique moléculaire (classique et ab initio), des solutions contenant du plutonium, tout en tenant compte de l'effet de l'acidité. Le/la doctorant.e sera confronté.e à deux problématiques principales : le choix ou développement d'un champ de force pour le cation Pu4+, et la conception d'une méthode permettant d'inclure l'acidité dans les solutions. Une étape cruciale de la démarche consistera à confronter les résultats aux données expérimentales disponibles afin de conclure sur la capacité des modèles à reproduire des données expérimentales. Cette thèse se déroulera au sein d'un laboratoire pluridisciplinaire, combinant chimie expérimentale et modélisation théorique, tout en menant des recherches à la fois appliquées et fondamentales.

Université / école doctorale

Sciences Chimiques Balard (EDSCB)
Montpellier

Localisation du sujet de thèse

Site

Marcoule

Critères candidat

Formation recommandée

Master en Chimie Théorique et modélisation / Physico chimie / Physique ou équivalent en diplôme d'école d'ingénieur

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2025

Personne à contacter par le candidat

MORENO MARTINEZ Diego diego.morenomartinez@cea.fr
CEA
DES/ISEC/DMRC/SPTC/LILA
Centre de Marcoule
Bât. 181 Bureau 064
BP17171
30207 Bagnols sur cèze cedex
+33 4 66 79 16 11

Tuteur / Responsable de thèse

GUILLAUMONT Dominique dominique.guillaumont@cea.fr
CEA
DES/ISEC/DMRC/SPTC/LILA
CEA Marcoule
Bat 181
BP17171
30207 Bagnols sur cèze cedex
04 66 79 16 30

En savoir plus #J-18808-Ljbffr