Université Lille1 - Sciences et Technologies Development of ab initio-based force-field model to characterize and to predict the speciation and behaviors of radionucleides in the bulk and at interfaces Développement de modèle de champs de force ab initio pour caractériser et prédire la spéciation des radionucléides dans le solvant et aux interfaces Champ de force 541.38 Substances radioactives Éléments lourds Dynamique moléculaire Méthodes ab initio (chimie quantique) Interactions ion-molécule Transfert de charge Solutions aqueuses (chimie) Thorium Halogénures In the context of the radionuclides study especially for their strong impact on our nuclear fuel based societies but also in medicine, understanding the speciation of ions in the bulk or at liquid interfaces is the first step toward building a predictive understanding of the partitioning and transport of these ions under a wide range of biotic and abiotic processes. Our objective is to improve the basic understanding of heavy element’s interactions both in the bulk and at interfaces over various conditions of temperature and pressure, and to explore how the chemistry occurring at an aqueous interface differs from that seen in the bulk by the use of classical molecular dynamic simulations. The later offers the possibility to explore the configuration space over long time-scale simulations (>10ns), a scale required to explore the physical-chemistry of the relevant systems, and it can simulate entropic effects on hydrated or partially hydrated clusters of interest. The reliability of the data obtained by the use of simulations is based on the ability of the force-field model to correctly account for all the interactions, beyond simple point charge model and standard Lennard-Jones potentials. In order to achieve such challenging tasks, and due to intrinsic complexity of the heavy-elements, we have developed original ab initio based force-fields model that account for all the subtle interactions of the systems, such as polarization, bonding character as well as many-body effects that are mandatory to obtained accurate results comparable to experimental data and often neglected. Dans le cadre de l'étude des radionucléides en particulier pour leur fort impact sur nos sociétés dépendantes du combustible nucléaire, mais aussi dans la médecine, la compréhension de la spéciation des ions dans le solvant ou aux interfaces est la première étape vers la construction d'une compréhension prédictive de la séparation et du transport de ces ions dans un large éventail de conditions (processus biotiques et abiotiques). Notre objectif est d'améliorer la compréhension de base des interactions des éléments lourds à la fois dans le solvant et aux interfaces dans diverses conditions de température et de pression, et d'étudier la façon dont la chimie se produisant à une interface aqueuse diffère de celle observée dans le solvant par l'utilisation de simulations de dynamique moléculaire classique. Cette dernière offre la possibilité d'explorer l'espace de configuration sur des grandes échelles d’espace et de temps (> 10ns), une échelle nécessaire pour explorer la physico-chimie des systèmes pertinents, et il peut simuler les effets entropiques sur les clusters hydratés ou partiellement hydratés. La fiabilité des données obtenues par l'utilisation de simulations est basée sur la capacité du modèle de champ de force à décrire correctement toutes les interactions, au-delà de modèle de charge simple et de potentiel de type Lennard-Jones. Afin de réaliser ces tâches difficiles, et en raison de la complexité intrinsèque des éléments lourds, nous avons développé des modèles de force des champs originaux qui décrivent toutes les interactions subtiles entre les systèmes, tels que la polarisation, le caractère covalent, ainsi que les effets à plusieurs corps, souvent négligés, qui sont fondamentaux pour obtenir des résultats précis comparables aux données expérimentales. Electronic Thesis or Dissertation Text en application/pdf 1 : 12917 Ko https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/HDR/2016/HDR2016LIL138.pdf Réal Florent 1978-07-11 FR 110240707 2016-07-01 Sciences physiques Université Lille1 - Sciences et Technologies thesis.degree.grantor_1 026404184 HDR non oui Vallet Valérie intervenant_1 061631299 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq) ecoleDoctorale_1 148937330 Laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules (PhLAM) partenaireRecherche_1 161618847 ddc:540 Vallet Valérie Université Lille1 - Sciences et Technologies Université Lille1 - Sciences et Technologies École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq) Laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules (PhLAM) ASCII PDF 13226966