Stage - Bac+5 - Adsorption de HO et O sur des Surfaces de Puo par Simulations Monte Carlo H/F CEA

Le stage aura pour objectif de développer et d'appliquer des approches Monte Carlo permettant de relier les données énergétiques issues des calculs ab initio aux propriétés thermodynamiques et cinétiques d'une surface de PuO? en interaction avec H?O et O?.
Dans une première partie, le.a stagiaire développera en Python une approche de Monte Carlo grand canonique afin d'étudier l'équilibre thermodynamique de la surface. Les échanges de matière avec des réservoirs de H?O et d'O? seront décrits à travers leurs potentiels chimiques. Les simulations permettront d'étudier la population des différentes configurations de surface en fonction des conditions thermodynamiques et d'identifier les domaines de stabilité des espèces adsorbées. L'objectif sera notamment de dépasser une comparaison limitée aux seules configurations d'énergie minimale en prenant explicitement en compte l'échantillonnage statistique des états accessibles à température finie.
Dans une seconde partie, une approche de Monte Carlo cinétique sera mise en oeuvre afin de décrire l'évolution temporelle de la surface à partir des processus élémentaires et des données énergétiques disponibles. Cette approche permettra d'étudier la compétition entre les différents mécanismes d'adsorption, de désorption et de transformation de la surface, ainsi que leur dépendance aux conditions extérieures.
Le.a stagiare pourra pour cela s'appuyer sur des codes développés au laboratoire et ayant déjà fait leurs preuves dans des problématiques similaires. Le stage permettra ainsi d'acquérir des compétences à l'interface entre modélisation atomistique, physique statistique, méthodes Monte Carlo et programmation scientifique.

Références :
- G. Jomard, F. Bottin, G. Geneste, Journal of Nuclear Materials 451, 28 (2014).
- G. Wang, E. R. Batista, P. Yang, Applied Sciences 10, 4655 (2020).
- J. Chen, J. Tang, P. Liu, R. Qiu, Surface Science 745, 122482 (2024).

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