Les réactions nucléaires qui se produisent au sein de matériaux soumis à une irradiation dans un réacteur nucléaire entrainent une évolution de la composition isotopique de ces derniers.

Cette évolution isotopique au cours de l'irradiation doit être prise en compte car elle modifie les propriétés neutroniques du milieu et a donc un impact sur le transport des neutrons. Elle joue aussi un rôle important dans bon nombre de domaines associés à la sûreté nucléaire : radioprotection, non-prolifération, sûreté-criticité, etc…

En pratique, les calculs d'évolution isotopique résultent d'un couplage entre un code de transport des neutrons (Monte-Carlo ou déterministe) et un code permettant la résolution des équations de Bateman, qui sont un jeu d'équation différentielles décrivant l'évolution d'un matériau à partir de la donnée des taux de réaction instantanés entre isotopes.

Cet ensemble de réactions forme une toile dense et très intriquée liant les isotopes entre eux, ce qui rend, en pratique, les calculs complexes et gourmands en temps de calcul.

Dans la plupart des cas d'application concrets, on ne cherche pas à connaître la composition exacte des matériaux en fin d'irradiation, mais seulement leur teneur vis-à-vis d'isotopes cibles bien précis (citons, par exemple, le cobalt 60, grand émetteur gamma, pour la radioprotection). Cet état de fait permet bien souvent de simplifier les chaînes de réactions nucléaires, en supprimant les isotopes qui s'avèrent peu important pour bien décrire la physique du problème, c'est-à-dire pour prédire la composition des matériaux en isotopes cibles. Ces simplifications des chaînes de réactions nucléaire permettent de grandement simplifier et d'accélérer les calculs d'évolution.

Parmi les nombreuses méthodes existantes et permettant une telle simplification, le stage proposé au sein du Laboratoire de Neutronique visera à l'implémentation d'une méthode innovante, issue de la littérature scientifique, et basée sur l'emploi de méthodes simples d'algèbre linéaire (décomposition en valeurs singulières).

L'étudiant aura ainsi en charge d'implémenter la méthode sur différents cas d'applications (allant de calculs élémentaires de décroissance radioactive à des vrais cas d'application industriels) et de valider les résultats obtenus vis-à-vis de codes d'évolutions à l'état de l'art (le code VESTA 2.3 développé à l'IRSN et/ou le code OpenMC).

Niveau d'étude : stage de Master 2 (Université) ou stage de fin d'études d'école d'ingénieur, de préférence avec une spécialisation en ingénierie nucléaire.

Une connaissance du langage de programmation Python serait appréciée.

La diversité est une des composantes de la politique RSE, RH et Qualité de Vie au Travail à l’IRSN.

Par conséquent, nous accordons la même considération à toutes les candidatures, sans discrimination, pour inclure tous les talents.

Quelles que soient les différences, nous souhaitons attirer, intégrer et fidéliser nos candidats et nos collaborateurs au sein d’un environnement de travail inclusif.

L'IRSN conduit une politique active depuis de nombreuses années en faveur de l'égalité des chances au travail et l'emploi des personnes handicapées. Si vous êtes en situation de handicap, n'hésitez pas à nous faire part de vos éventuels besoins spécifiques afin que nous puissions les prendre en compte.