OFFRE DE THÈSE – CEA

Les pastilles (petits cylindres ayant un diamètre et une hauteur typiques de l’ordre de 10 mm) de
combustible nucléaire MOX (oxyde mixte d’UO2 et de PuO2) sont fabriquées par métallurgie des
poudres. Les opérations unitaires principales successives sont :
1. la préparation d’un milieu granulaire intégrant une phase de broyage mécanique,
2. le pressage uniaxial du milieu granulaire pour la mise en forme des pastilles,
3. le frittage des pastilles permettant in-fine l’obtention d’une densité relative supérieure à environ
95%.
Les pastilles sont ensuite engainées dans des crayons, qui sont eux-mêmes montés dans des
assemblages qui seront introduits dans le cœur du réacteur d’une centrale nucléaire.
C’est pendant la phase de frittage des pastilles de combustible que la densification et le développement
de la microstructure opèrent de manière concomitante. Le sujet de cette thèse concerne donc l’étude
fine des mécanismes de densification et de croissance granulaire d’un MOX homogène à la base, au
niveau de la distribution spatiale des éléments chimiques U et Pu, du fait du procédé de broyage qui
sera utilisé. Le but est de construire des cartes de frittage (relation entre la taille de grains et la densité
relative) et de croissance granulaire, d’obtenir des valeurs relatives aux énergies d’activation de
densification et de croissance granulaires, et de déterminer les mécanismes de diffusion contrôlant ces
deux phénomènes, de manière à alimenter dans le futur des codes de simulation numérique.