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Ce stage de recherche s’inscrit dans la modélisation du comportement à long terme des colis de déchets radioactifs de haute activité à vie longue (sous forme vitrifiée) devant être enfouis en couche géologique profonde (projet CIGEO). En conditions de stockage, il est attendu qu’après 400-4000 ans, l’eau souterraine entre en contact avec ce « verre nucléaire » et conduise à son altération aqueuse.

Une des caractéristiques du verre altéré est sa porosité à l’échelle nanométrique, qui pourrait être amenée à s’effondrer sous l’effet de l’auto-irradiation du colis. De tels phénomènes ont déjà été largement étudiés sur les silices mésoporeuses, et ont pu être reproduits par des calculs de dynamique moléculaire sur des systèmes simplifiés non hydratés (code DL-POLY). Dans ce processus, le rôle de l’eau reste à étudier.

Ce sujet propose de comparer, dans des calculs de dynamique moléculaire, les effets de l’irradiation sur de la silice mésoporeuse en considérant divers degrés d’hydratation. L’ajout de l’eau oblige à adapter la méthode de simulation des irradiations utilisée précédemment (accumulation de cascades de déplacement) pour des raisons de temps de calcul.

Le travail proposé consistera à contribuer au développement de cette approche de simulation des irradiations (qui s’appuiera sur le profil de recul primaire du projectile), à en ajuster les paramètres et à simuler les irradiations. L’analyse des résultats sera faite à l’aide de scripts Python et du module MDanalysis.

Vous intègrerez les équipes de l’Institut des Sciences et technologies pour une Economie Circulaire des énergies bas carbone – ISEC.