Postdoctorat H/F CEA

Aujourd'hui, lors du retraitement des combustibles nucléaires usés, l'iode 129 et le carbone 14, deux radionucléides à vie longue, sont gérés par un rejet réglementé. Le projet D-CLIC, financé dans le cadre des actions France 2030, est un projet innovant qui vise à proposer une méthode de conditionnement de l'iode 129 et du carbone 14 dans la structure cristalline d'apatites phosphocalciques. Parmi les avantages de ces matériaux, on peut citer une capacité à être élaborés et mis en forme à relativement basse température (T < 500 °C), ce qui limite les phénomènes potentiels de volatilisation. La qualification de ce mode de conditionnement constitue un enjeu scientifique et environnemental. Pour répondre à ce défi, un consortium de différents organismes (CEA Marcoule, CIRIMAT Toulouse, LSI Ecole Polytechnique, ICB Université de Bourgogne) s'est formé en 2023. L'un des objectifs de ce consortium est notamment de valider sur matériaux inactifs le comportement à long terme de ces matrices de conditionnement dans des environnements pouvant être rencontrés sur un futur site de stockage en couche géologique profonde. Votre mission sera de préciser l'altération de ces phases cristallines sous conditions aqueuses saturées pour deux types d'environnements, un premier représentatif du quartier de stockage des déchets de moyenne activité à vie longue (MAVL) et un second, représentatif du quartier de stockage des déchets de haute activité (HA), en fonction de différents paramètres intrinsèques et extrinsèques. Parmi les paramètres à étudier figurent la composition chimique de l'apatite, ses caractéristiques microstructurales, le stade d'évolution de l'environnement (évolution de l'assemblage minéralogique au contact des apatites) et la température. Pour ce faire, différents tests d'altération seront mis en oeuvre ; certains dans des milieux d'altération représentatifs des différents stades de dégradation des structures cimentaires d'un quartier de stockage des déchets MAVL, d'autres en réacteurs étanches à l'hydrogène pour tenir compte de la corrosion des enveloppes métalliques présentes dans le quartier de stockage des déchets HA. Quel que soit le cas de figure, la dégradation de la matrice apatitique sera appréciée à la fois par un suivi de l'évolution de la composition de la solution altérante (ICP-AES, ICP-MS, chromatographie ionique) et des caractérisations du solide post-mortem (MEB, MET, ToF-SIMS). L'ensemble de ces caractérisations permettront de déduire les cinétiques de dissolution des apatites en fonction des différents milieux et de se prononcer sur celui qui concourt le plus favorablement à leur résistance à l'altération.