II. Modélisation moléculaire des éléments lourds
1) Modélisation en solution et aux interfaces
Notre groupe développe des champs de force polarisables (incluant des effets à plusieurs corps, tels que le transfert de charge, la liaison hydrogène, etc.) pour caractériser dynamique (Polaris (MD) http://biodev.cea.fr/polaris/) de radioéléments en solution ou aux interfaces (organique / inorganique) (F. Réal, ASP Gomes, YO Guerrero Martinez, T. Ayed, N. Galland, M. Masella et V. Vallet, J. Chem. Phys. 144, 124513 (2016) [doi: 10.1063 / 1.4944613], F. Réal, M. Trumm, B. Schimmelpfennig, M. Masella et V. Vallet, J. Comput, Chem. 34, 707 (2013). ) [DOI: 10.1002/jcc.23184]). Ce travail, pertinent pour la médecine et le cycle nucléaire (procédés de séparation liquide / liquide) implique nos partenaires du CEA Saclay (M. Masella, DSV), du CEA Marcoule (E. Acher, de D. Guillaumont, du Laboratoire LILA).
2) Radionucléides et sûreté nucléaire
La modélisation prédictive de la nature et des quantités de substances radioactives, telles que les espèces d'oxydes de Ru ou de Pu susceptibles d'être libérées sous des formes volatiles en cas d'accident nucléaire, revêt une importance capitale pour les agences de sûreté nucléaire et l'analyse des risques. Notre groupe utilise des méthodes de chimie quantique très précises (multi-références, si nécessaire, telles que CASSCF, CASPT2, DMRG), et développées au sein de l'équipe PCMT (EOM-CCSD), afin de fournir des propriétés chimiques et thermodynamiques fiables et précises des espèces radioactives. (eg. F. Miradji, F. Virot, S. Souvi, L. Cantrel, F. Louis, and V. Vallet, J. Phys. Chem. A 120, 606 (2016)[ DOI: 10.1021/acs.jpca.5b11142]).
3) Propriétés spectroscopiques
Nous utilisons des méthodes de structure électronique à différents degrés de précision (EOM-CCSD, CASPT2, DFT,…) pour caractériser l’interaction des espèces moléculaires avec le rayonnement électromagnétique, à la base de différentes approches spectroscopiques (IR / Raman, UV-Vis, Fluorescence, XAS, XPS, RMN,…). Ces études sont réalisées pour les espèces en phase gazeuse ou en phase condensée (où nous combinons différentes méthodes via des approches d’ « embedding » quantique). Notre objectif est de fournir des modèles qui peuvent nous aider à relier l'observation expérimentale aux processus physiques se déroulant à l'échelle nanoscopique (A. S. P. Gomes, C. R. Jacob, F. Réal, L. Visscher, and V. Vallet, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 15153 (2013) [doi: 10.1039/C3CP52090K]; P. Lindqvist-Reis, F. Réal, R. Janicki, and V. Vallet, Inorg. Chem. 57, 10111 (2018) [doi: 10.1021/acs.inorgchem.8b01224]).
Structural models for the calculation of the excitation energies of UO2Cl42- in a Cs2UO2Cl4 crystal