Le dix-septième webinaire de l’Afthermat a été animé par Stéphane Gossé (CEA/ISAS) qui a présenté un nouveau modèle thermodynamique des interactions entre les produits de fission platinoïdes (Pd, Rh, Ru) et le molybdène.

Mo, Pd, Rh, Ru et Tc sont des produits de fissions présents dans les combustibles nucléaires oxydes en quantités d’autant plus grandes que le taux de combustion augmente. Ils forment des phases métalliques appelées « white phases » qui s’accumulent aux joints de grains de la céramique combustible. Ces éléments peuvent aussi migrer jusqu’aux bordures des pastilles et interagir avec la gaine ou d’autre éléments dans la zone de « Fuel Cladding Chemical Interaction » (FCCI : Interaction Combustible-Gaine). Pour mieux modéliser les interactions thermochimiques au sein du combustible nucléaire, il est nécessaire de connaitre la thermodynamique de ce système Mo-Pd-Rh-Ru-Tc dans lequel apparaissent – comme dans le cas des alliages à haute entropie – de grands domaines de solutions solides.

Cette étude s’inscrit dans l’objectif de développer un modèle thermodynamique pour ce quinaire par la méthode Calphad à partir d’une étude critique des données disponibles dans la bibliographie et complétée par une campagne expérimentale. En parallèle, la méthode Special Quasi-random Structure (SQS) couplée à des calculs DFT (Density Functional Theory) – Calculs réalisés à l’ICMPE de Thiais – a aussi été utilisée pour évaluer l’enthalpie de mélange des solutions solides bcc, fcc et hcp.

Cette présentation fait la synthèse des travaux de thèse de Théo Croze menée conjointement à l’ISAS du CEA Saclay et à l’UCCS de l’Université de Lille, soutenue le 18 décembre 2023.

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