Propriétés Thermodynamiques pour la Production d’Isotopes Stables // Thermodynamic Properties for the Production of Stable Isotopes

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Propriétés Thermodynamiques pour la Production d’Isotopes Stables // Thermodynamic Properties for the Production of Stable Isotopes

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Offer DescriptionContexteLes isotopes sont des formes d’un même élément chimique caractérisées par le même nombre deprotons et d’électrons mais un nombre différent de neutrons. Les isotopes stables sont des isotopesnon radioactifs. Le nombre différent de neutrons confère des propriétés particulières aux isotopes, qui ont des applications en médecine (diagnostic et traitement de certains types de cancer), dansl’industrie nucléaire, la biologie, la physique des particules, la production de processeurs, et plusencore [KHO2018].ObjectifsLe projet du doctorat vise à développer des outils expérimentaux (mesure de pression de vapeurdifférentielles, cellules d’équilibre, spectrométrie de masse, colonne de distillation cryogénique) pourétudier le comportement des isotopes stables afin de concevoir des processus industriels deséparation ou d’enrichissement. Le projet incarne une approche ‘de la molécule au procédé’ qui estla devise de l’équipe de recherche Procédé Thermodynamique.MéthodologieCe projet de recherche s’inscrit dans le cadre d’un nouveau domaine d’activité du CEEP Mines ParisPSL dont l’objectif est de développer des outils théoriques et expérimentaux (y compris une colonnede distillation cryogénique) pour étudier le comportement des isotopes stables afin de concevoir desprocédés industriels de séparation ou d’enrichissement L’expertise de l’équipe de recherche dans la détermination expérimentale des équilibres de phase pourdes systèmes d’intérêt pour les unités de de distillation de l’air, le gaz naturel, le biogaz ou le traitementet la liquéfaction de l’hydrogène sera étendue aux isotopes stables des éléments légers. Le projet derecherche doctorale se concentrera sur les isotopes de deux éléments ayant des applications dans les domaines de la médecine et de l’énergie. Les isotopes ne sont pas mentionnés dans cette offre de thèse pour des raisons de confidentialité.Afin d’obtenir des valeurs fiables de VPIE (Vapor Pressure Isotope Effect) pour ces deux isotopes, leVPIE sera mesuré avec différentes approches permettant une validation croisée des donnéesobtenues :

• Par mesure de la différence de pression de vapeur à l’aide d’un banc d’essai qui sera une

adaptation de celui déjà existant au CTP constitué de deux cellules d’équilibre identiquesimmergées dans un bain thermostaté reliées à un capteur de pression différentielle etégalement équipées d’un capteur de pression absolue.

• Par mesure directe de la distribution des isotopes entre la phase vapeur et liquide dans une

cellule d’équilibre et analyse avec un spectromètre de masse.

• Par distillation de Rayleigh.

BackgroundIsotopes are forms of the same chemical element characterized by the same number of protons andelectrons but a different number of neutrons. Stable isotopes are non-radioactive isotopes. Thedifferent number of neutrons confers particular properties to isotopes, which have applications inmedicine (diagnosing and treating of certain types of cancer), the nuclear industry, biology, particlephysics, the production of state-of-the-art processors and memory chips, and more [KHO2018].ObjectivesThe PhD project aims to develop experimental tools (differential vapor pressure cells, equilibrium cells, mass spectrometry, cryogenic distillation column) to study the behavior of stable isotopes in order to design industrial separation or enrichment processes. The project embodies a ‘from molecule to process’ approach, that is the motto of the Thermodynamic Process research team.MethodologyThe PhD research project is in the context of a new area of research of the CEEP Mines Paris PSL, which objective is developing theoretical and experimental tools (including a cryogenic distillation column) to study the behavior of stable isotopes in order to design industrial separation or enrichment processes. The expertise of the research team in the experimental determination of phase equilibria for systems of interest in air separation units, naturals gas, biogas, or hydrogen processing and liquefaction, will be extended to the stable isotopes of light elements. The PhD research project will focus on the isotopes of two elements, with applications in the fields of medicine and energy. The isotopes are not mentioned in this PhD thesis offer for confidentiality reasons.In order to obtain reliable values of VPIE for these two isotopes, VPIE will be measured with differentapproaches, allowing a cross-validation of the obtained data:

• By measurement of the vapor pressure difference, through a test bench that will be an

adaptation of one already existing at CTP, constituted of two identical equilibrium cells,immersed in a thermostated bath, connected to a differential pressure transducer andequipped also with an absolute pressure transducer.

• By direct measurement of the isotope distribution between the vapor and liquid phase in an

equilibrium cell, and analysis with a mass spectrometer.

• By Rayleigh distillation

Début de la thèse : 01/10/2024Funding category: Autre financement publicANR Financement d’Agences de financement de la rechercheWhere to apply WebsiteRequirementsSpecific Requirements

• Les candidats titulaires d’un Master en physique, génie chimique, génie énergétique ou

disciplines connexes sont encouragés à postuler.

• De solides compétences analytiques et expérimentales sont essentielles.

Processus de candidature
Les candidats intéressés sont invités à soumettre un CV détaillé, des relevés de notes académiques, une lettre de motivation et les coordonnées de deux références académiques. Pour plus d’informations ou pour soumettre une candidature, veuillez contacter :
Paolo Stringari ; Thibault Plays • Candidates with Master degree in physics, chemical engineering, energy engineering, or
related disciplines are encouraged to apply.

• Strong analytical and experimental skills are essential.

Application Process
Interested candidates are invited to submit a detailed CV, academic transcripts, cover letter, and
contact information for two academic references. For further information or inquiries regarding this
PhD opportunity, or to submit an application, please contact:
Paolo Stringari ; Thibault PlaysAdditional InformationWork Location(s)Number of offers available 1 Company/Institute Mines Paris-PSL Country France City SOPHIA ANTIPOLIS GeofieldSTATUS: EXPIREDShare this page

Expected salary

Location

Sophia-Antipolis, Alpes-Maritimes

Job date

Thu, 20 Jun 2024 23:45:53 GMT

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