Etude exploratoire des capacités de production d’actinium 225 dans les réacteurs de recherche et les accélérateurs de particules

L’objectif de ce postdoctorat est d’examiner les différentes voies de production du radioisotope médical 225Ac à partir de l’irradiation de 226Ra dans un réacteur d’irradiation technologique comme le Réacteur Jules Horowitz ou bien dans un accélérateur de particules de type cyclotron ou rhodotron. L’étude vise à déterminer les meilleures conditions (en termes de particule incidente, énergie et cible) de production d’225Ac et les rendements de production correspondant, ainsi que la quantité de contaminants produits.
La première partie du travail sera consacrée à la modélisation des caractéristiques d’irradiation dans les réacteurs de recherche et dans les accélérateurs de particules. Cette partie se fera au Département d’Etude des Réacteurs à l’institut IRESNE du CEA Cadarache. Les modélisations seront réalisées à l’aide de simulations Monte-Carlo utilisant les codes de transport des particules TRIPOLI4® développé par le CEA, et GEANT4 développé par le CERN, ou PHITS développé par la JAEA.
La deuxième partie du travail sera réalisée en étroite collaboration avec plusieurs laboratoires du CEA qui seront susceptibles d’accueillir le post-doctorant au moins ponctuellement afin de l’accompagner dans les étapes suivantes du projet.
L’installation CHICADE de Cadarache en ce qui concerne la conception des cibles : Il s’agira d’identifier les moyens / étapes de fabrication des cibles par électrodéposition à partir du stock de matière contenant le 226Ra.
Les unités spécialisées (DRMP) dans les aspects thermomécaniques des cibles : Il s’agira de réaliser une étude de faisabilité d’irradiation aux ions d’une cible modèle (dans une installation comme JANNuS-Saclay ou GANIL par exemple), avec pour objectif d’évaluer le comportement macroscopique de la cible sous irradiation.
Le laboratoire de radiochimie (installation ATALANTE à Marcoule) pour ce qui concerne les aspects développement et optimisation des processus de séparation chimique.

Décomposition de l’énergie des fragments de fission issues d’approches microscopiques pour alimenter en données d’entrée le code FIFRELIN

Le code FIFRELIN (FIssion FRagment Evaporation modeLINg), développé depuis 2009 au CEA, simule la formation et la décroissance des fragments issus de la fission nucléaire. Il contribue à l’enrichissement de la base de données nucléaires européenne JEFF, utilisée pour les simulations de réacteurs. Le calcul se fait en deux étapes : génération des fragments de fission (caractéristiques physiques) puis leur décroissance via une approche Monte Carlo Hauser-Feshbach. Au moment de la scission en deux fragments, l’énergie totale se répartit entre énergie cinétique (TKE) et énergie d’excitation (TXE). Le TXE se divise à son tour en énergie de déformation et excitation intrinsèque, déterminant l’émission de neutrons et de photons. La précision des données sur le TXE et le TKE est essentielle pour améliorer les performances de FIFRELIN. Les approches théoriques de type microscopique (Hartree-Fock-Bogoliubov, méthode de la Coordonnée Génératrice, etc.) sont utilisées et développées à la DES dans le but de fournir des données théoriques en soutien aux données nucléaires évaluées. Ce post-doctorat vise à utiliser et améliorer ces modèles pour obtenir une connaissance plus fine des propriétés nucléaires à la scission.
Le/la candidat(e)recherché possède plusieurs années d'expérience (3 ans ou plus) en théorie de champ moyen nucléaire (de type Hartree-Fock-Bogoliubov, champ moyen relativiste, etc.) ou en méthode de la coordonnée génératrice.