Offre de thèse – Etude du frittage d’un MOX REL – CEA Marcoule

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 du frittage d’un
MOX REL élaboré par le procédé MIMAS (MIcronized MASter blend), en investiguant finement les différents
mécanismes impliqués et en analysant leur dépendance/indépendance :
– formation d’une solution solide,
– fermeture de la porosité,
– croissance des grains,
– homogénéité de distribution des éléments chimiques U/Pu.