Thèse en physique des réacteurs nucléaires à sels fondus (H/F)

Sujet de thèse :
Sûreté et dimensionnement de réacteur à sels fondus : stabilité en fonctionnement et impact des perturbations
Les réacteurs nucléaires à sels fondus (RSF) ont un très grand potentiel en termes de sûreté et de flexibilité. Il s’agit de réacteur dont le combustible est dissous dans un mélange de sels fondus (liquide), jouant le rôle de caloporteur. Le sel circule au travers d’une zone appelée « cœur » où il est rendu critique par sa géométrie, produisant ainsi de la chaleur, qu’il restitue en traversant un échangeur de chaleur, permettant ainsi de valoriser l’énergie produite, soit sous forme de chaleur (rôle calogène), soit sous forme d’électricité (rôle électrogène). Ce type de réacteur se caractérise par son comportement intrinsèquement stable, et sa versatilité (choix du cycle, choix du spectre neutronique, choix du sel, etc.) et donc la polyvalence de ses applications (réacteur électrogène sur une gamme allant de la petite à la très grosse puissance, incinérateur de déchets à forte activité et à vie longue par transmutation, etc.). Ces qualités étant recherchée dans le contexte nucléaire actuel, il suscite un fort regain d’intérêt en France, en Europe et dans le monde. Depuis une vingtaine d’années, l’équipe MSFR (Molten Salt Fast Reactor) du LPSC (Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie) étudie ce type de réacteur sous diverses déclinaisons et plus spécifiquement la version dite MSFR de référence, réacteur régénérateur de puissance élevée fonctionnant en cycle Thorium et avec un sel fluorure.
Compte tenu du net regain d’intérêt pour cette technologie prometteuse, de nouvelles collaborations se sont mises en place, et de nouvelles études sont en cours autour d'autres applications et versions du concept MSFR, notamment en tant que petit réacteur modulaire (Small Modular Reactor ou SMR) de puissance et/ou de volume réduits, utilisant notamment le cycle du combustible U/Pu correspondant au cycle combustible en France. Un tel réacteur peut ainsi avoir des applications en production d’énergie ou encore pour l’incinération des déchets nucléaires avec un intérêt stratégique pour la France de fermer son cycle du combustible. Framatome, en collaboration avec l’équipe MSFR du LPSC, souhaite bâtir un projet autour des recherches en physique des réacteurs et sûreté nucléaire pour la faisabilité de réacteurs à sels fondus.
Cette thèse s’inscrit dans ce contexte où de multiples concepts de RSF non finalisés existent avec de fortes incertitudes sur l’optimum de conception, que ce soit sur le choix du sel, du combustible, de l’organisation des composants ainsi que sur la stabilité en fonctionnement normal. Concernant ce dernier point en effet, l’état de l’art montre que même en régime nominal, les variations associées au mouvement fluide du sel ont un impact sur la puissance, en la faisant osciller autours d’un point d’équilibre. D’autres phénomènes instationnaires (onde de choc
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