Chercheur en chimie analytique et chimie des sels fondus H/F

Missions :
Le candidat travaillera dans le cadre du projet européen EURAD2 coordonné par l’Andra sur la gestion des déchets nucléaires. L’objectif de l’étude réalisée à IJCLab est de développer une méthode innovante de gestion des déchets nucléaires métalliques sous forme de débris et de poudre.

En effet, le démantèlement des anciens réacteurs nucléaires Uranium Naturel Graphite Gaz (UNGG) a généré un volume important de déchets nucléaires métalliques. Les gaines de combustible, après le retrait mécanique du combustible en uranium métallique, ont été découpées et mises dans des silos à La Hague et au CEA Marcoule en attente d’une voie de gestion. Lors de cet entreposage, des débris et des poudres ont été formés au fond de ces silos. Pour les déchets massifs, il est proposé de les incorporer dans une matrice cimentaire adaptée à la chimie des métaux, dans un fût en acier. Cependant, cette voie de gestion ne peut pas être appliquée aux déchets de petites tailles. De tels déchets, du fait de leur grande surface spécifique, ont une réactivité accrue par rapport aux pièces massives.
Les débris et les poudres risquent de réagir de manière importante par réaction redox avec l’eau contenue dans le réseau poreux des matrices cimentaires et former ainsi de l’hydrogène gazeux et des produits de corrosion. Dans ces conditions, l’intégrité du colis de stockage des déchets radioactifs ne peut plus être assurée car la matrice de conditionnement risque de se fissurer.

Ainsi, nous proposons pour les déchets sous forme de débris et de poudres un pré-traitement oxydant avant incorporation dans une matrice de conditionnement. Cette oxydation serait réalisée en milieu sels fondus, en présence d’eau. Il s’agit de déterminer les mécanismes et les cinétiques d’oxydation de différents déchets nucléaires métalliques dans des sels fondus pour définir les conditions optimales de ce procédé. Cette étude sera réalisée par une double approche, calculs thermodynamiques et approche expérimentale par électrochimie, chromatographie gazeuse, ICP-AES et DRX.
Activités :
Le travail sera focalisé sur la réactivité du magnésium, zirconium, tungstène, uranium et graphite dans divers sels fondus (sels hydroxydes et hydrogénosulphates). Le post-doc contribuera en particulier aux points suivants :
• Calculer les diagrammes thermodynamiques potentiel – acidité des sels fondus et des métaux dans ces sels.
• Déterminer les mécanismes d’oxydation des métaux selon les sels fondus : définir l’oxydant et la forme chimique du métal oxydé.
• Déterminer les cinétiques d’oxydation des déchets métalliques en suivant la réaction d’oxydation par gravimétrie, chromatographie gazeuse (dans le cas d’une oxydation par l’eau).
• Etudier l’influence de la surface sur la réactivité du métal.
• Rédiger des livrables du projet EURAD2 et présenter les résultats lors des meetings européens.
• Publier les résultats dans des journaux scientifiques et présenter
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