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Offre de thèse (H/F) pour travailler sur des études spectroscopiques et computationnelles de la complexation des actinides avec des ligands inorganiques

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 13 décembre 2021

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Informations générales

Référence : UMR8523-FLOREA-001
Lieu de travail : VILLENEUVE D ASCQ
Date de publication : lundi 22 novembre 2021
Nom du responsable scientifique : Dr Florent Réal (U. Lille, PhLAM), Dr Valérie Vallet (U. Lille, PhLAM), Dr Norbert Jordan (HZDR), Nina Huittinen (HZDR)
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 mars 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

L'objectif global du projet est d'élargir le niveau de connaissance et les bases de données thermodynamiques pour les actinides avec une pertinence pour les analyses de sûreté à long terme pour le stockage final des déchets nucléaires hautement radioactifs produisant de la chaleur. De plus, ce projet vise à comprendre les propriétés optiques des radioéléments en solution en réalisant des expériences couplées à des calculs de chimie quantique de haute précision. Cette thèse co-encadrée explorera la structure électronique des complexes d'actinides avec des ligands inorganiques à travers une approche théorique et expérimentale, dans le cadre d'une collaboration franco-allemande.
Les structures, spectres et grandeurs thermodynamiques seront prédits par des calculs de chimie quantique de structures électroniques, au meilleur état de l'art, au laboratoire Physique des Lasers Atomes et Molécules (PhLAM) de l'Université de Lille, l. À l'Institut d'écologie des ressources HZDR à Dresde, les synthèses et les caractérisations expérimentales de systèmes pertinents, pour lesquels les données sont inexistantes ou incomplètes, seront effectuées. Les constantes de complexation thermodynamique déterminées à dilution infinie, les coefficients d'interaction ionique (théorie de l'interaction ionique spécifique SIT), et les fonctions thermodynamiques seront implémentées dans la base de données thermodynamique de référence THEREDA. L'amélioration de la compréhension du processus de base de la migration des actinides à des forces ioniques et à des températures plus élevées permettra une description plus fiable du transport des radionucléides à utiliser dans les évaluations de sûreté des stockages à long terme .

Le poste sera disponible à partir du 1er mars 2022. Le contrat de travail est limité à trois ans. Le doctorant doit passer 3 mois à Lille et 9 mois à Dresde chaque année.

Tâches
La/le doctorant(e) sera responsable de:
- synthèse de solutions mères d'actinides à différents états d'oxydation par des méthodes électrochimiques et leur caractérisation par spectroscopie UV-vis/NIR.
- études de complexation en solutions aqueuses d'actinides avec des ligands inorganiques à différentes conditions physico-chimiques (pH, force ionique, température). Suivi in ​​situ de la spéciation des actinides et identification simultanée des espèces dominantes ainsi que de leurs stoechiométries au moyen de techniques spectroscopiques avancées telles que la spectroscopie UV-vis, l'absorption des rayons X, l'IR ainsi que la RMN et la RPE.
- calcul des changements intervenant dans la structure nucléaire, électronique, vibrationnelle et/ou rotationnelle des complexes. Ces propriétés seront calculées à l'aide de diverses approches de chimie quantique.
- dérivation de données et fonctions thermodynamiques robustes et fiables (log10 K°(T), ΔrS°, ΔrH°) et coefficients d'interaction ionique ε(j;k) en appliquant le SIT.
- préparation d'articles de recherche pour des revues de premier plan et diffusion des résultats du projet lors des réunions de projet du projet commun et lors de conférences/ateliers.

Contexte de travail

Ce projet de doctorat fait partie d'un projet binational conjoint impliquant l'Université de Lille (France) et le HZDR de Dresde (Allemagne). Au sein de l'Université de Lille, le groupe de recherche Physique-Chimie Théorique Moléculaire du laboratoire PhLAM est expert dans la modélisation des propriétés des radionucléides pertinentes pour le cycle du combustible nucléaire. Le centre HZDR se concentre sur la recherche interdisciplinaire dans les domaines de l'énergie, de la santé et de la matière. La recherche et le développement à l'Institute of Resource Ecology (IRE) comprend l'évaluation et la réduction des risques liés au cycle du combustible nucléaire, notamment le stockage des déchets nucléaires, et la production d'énergie dans les centrales nucléaires.

Nous offrons
- Une communauté de recherche dynamique dans un environnement de travail ouvert, diversifié et international.
- Excellence scientifique et haute qualité des programmes de formation, de coaching et de mentorat selon les lignes directrices doctorales des deux institutions.
- Communauté de recherche internationale et formations diplômantes stimulantes au sein de l'Université de Lille.
- Larges réseaux scientifiques nationaux et internationaux.

Contraintes et risques

L'intérêt principal du sujet étant lié aux composés radiochimiques, le/la doctorant(e)travaillera avec des matériaux radioactifs et sera ainsi formé à manipuler dans un cadre sécurisé.

Informations complémentaires

Nous recherchons un(e) candidat(e) excellent(e) et motivé(e) avec :
- un très bon diplôme (diplôme ou master) en chimie ou en sciences naturelles ou de l'ingénieur comparables.
- des connaissances préalables dans le domaine de la radiochimie/spectroscopie et/ou des simulations ab initio des états électroniques des éléments 4f/5f.
- la préparation à la manipulation d'éléments radioactifs.
- capacité de recherche interdisciplinaire, y compris la volonté de séjours de recherche dans les institutions partenaires.
- très bonnes capacités de communication (écrite et orale) en anglais. La connaissance du français est appréciable.
- la capacité de communiquer et de travailler dans un environnement scientifique et la volonté de participer à des conférences scientifiques, des ateliers et des réunions de projet.

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