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24 results on '"Acher, Eléonor"'

1. Structural and thermodynamics properties of pure phase alkanes, monoamides and alkane/monoamide mixtures with an ab initio based force-field model

Author

Failali, Abdelmounaim, Acher, Eléonor, Guillaumont, Dominique, Vallet, Valérie, and Réal, Florent

Subjects
Physics - Chemical Physics
Abstract

A polarizable force-field (FF) model for short- and long-alkane chains and amide derivatives was constructed based solely on accurate quantum chemical (QC) calculations. First, the FF model accuracy was accessed by performing molecular dynamics (MD) simulations to calculate liquid-phase thermodynamic and structural properties for alkanes, for which experimental data are available. Second, The FF was then used to perform molecular dynamics simulations to calculate thermodynamic, structural and excess properties of monoamide/dodecane mixtures, namely DEHiBA/dodecane and DEHBA/dodecane. Aggregation phenomena appear for both types of mixtures and monoamide pure phases. A detailed structural analysis revealed, at small monoamide mole fraction the formation of dimers, while trimerization at larger monoamide concentrations and in their pure phases. Analysis of the relative orientation of the dimers have also been performed and showed a small difference for both phases., Comment: 15 pages, 11 figures

Published
2021
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2. Properties of the tetravalent actinide series in aqueous phase from a microscopic simulation automated engine

Author

Acher, Eléonor, Masella, Michel, Vallet, Valérie, and Réal, Florent

Subjects
Physics - Chemical Physics
Abstract

In the context of nuclear fuel recycling and environmental issues, the understanding of the properties of radio-elements with various approaches remains a challenge regarding their dangerousness. Moreover, experimentally, it is imperative to work at sufficiently high concentrations to reach the sensitivities of the analysis tools, which often leads to precipitation for some of them, and stabilizing of specific oxidation states of some actinides remains a challenge, thus making it difficult to extract general trends across the actinide series. Complementary to experiments, modelling can be used to unbiasedly probe the actinide's properties in aquatic environment and offers a predictive tool. We report the first molecular dynamics simulations based on homogeneously built force fields for the whole series of the tetravalent actinides in aqueous phase from $\mathrm{Th^{IV}}$ to $\mathrm{Bk^{IV}}$ and including $\mathrm{Pu^{IV}}$. The force fields used to model the interactions among the constituents include polarization and charge donation microscopic effects. They are built from an automated iterative \textit{ab initio} based engine, the core element of a future machine learning procedure devoted to generate accurate force fields. The comparison of our simulated hydrated actinide properties to available experimental data show the model robustness and the relevance of our parameter assignment engine. Moreover our simulated structural, dynamical and hydration free energy data show that, apart from $\mathrm{Am^{IV}}$ and $\mathrm{Cm^{IV}}$, the actinides properties change progressively along the series., Comment: 7 pages, 4 figures

Published
2019
Full Text
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4. Nuclear recycling process: the new extracting molecules bring new challenges for molecular modelling

Author

Failali, Abdelmounaim, Guillaumont, Dominique, Acher, Eléonor, Vallet, Valérie, Réal, Florent, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Abstract

National audience; In the context of nuclear fuel reprocessing, the recovery and purification of major actinides is achieved using a hydrometallurgical process known as PUREX (Plutonium Uranium Recovering by Extraction). Based on Liquid-Liquid extraction technics, this process requires a specific molecule to extract Pu and U, the Tri-n-butyl phosphate TBP. Monoamides are regarded as alternative family of extraction molecules to TBP, as they are well known for their strong extraction ability of Pu(IV) and U(VI) elements. In addition to this, they show some interesting features, such as the complete incinerability of the solvent degradation products, and a strong dependence of the extraction properties (distribution coefficient and selectivity) on the chemical conditions [1-3]. The strong influence of the structure of amide derivatives on their extraction properties has been demonstrated in several studies in the literature, but not well understood yet. By the use of molecular approach, we propose first to demonstrate at the same time the capability but also the limit of quantum chemistry method to investigate and rationalize the influence of the nature and length of the monoamide alkyl chains on Pu(IV) extraction/complexation [4], and second why larger scale modellings associated to some development of new classical interaction potentials are required [5]. References[1]G. Milanole et al. WO/2018/138441 (2018).[2]C. Berger et al., Solvent Extr. Ion Exch., 37 , 111-125 (2019).[3]E. Acher et al., Inorg. Chem., 55, 5558-5569 (2016). [4]A. Failali et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 23, 2229-2237 (2021).[5]A. Failali et al. J. Mol. Liquids, submitted.

Published
2021

6. Insights from quantum chemical calculations into into inner and outer-sphare complexation of plutonium(IV) by monoamide and carbamide extractants

Author

Failali, Abdelmounaim, Guillaumont, Dominique, Acher, Eléonor, Vallet, Valérie, Réal, Florent, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Interactions Ligand-Actinide (LILA), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Abstract

International audience; In the context of nuclear fuel reprocessing, the recovery and purification of major actinides is achieved using a hydrometallurgical process known as PUREX (Plutonium Uranium Recovering by Extraction). Based on Liquid-Liquid extraction technics, this process requires a specific molecule to extract Pu and U, the Tri-n-butyl phosphate TBP. Monoamides are regarded as alternative family of extraction molecules to TBP, as they are well known for their strong extraction ability of Pu(IV) and U(VI) elements. In addition to this, they show some interesting features, such as the complete incinerability of the solvent degradation products, and a strong dependence of the extraction properties (distribution coefficient and selectivity) on the chemical conditions [1-3]. The strong influence of the structure of amide derivatives on their extraction properties has been demonstrated in several studies in the literature. In this study, we propose to investigate and rationalize the influence of the nature and length of the monoamide alkyl chains on Pu(IV) extraction/complexation, using the Density Functional Theory (DFT) method in the scalar relativistic framework. We will discuss the geometries of the inner/outer-sphere complexes and the interaction energies of [Pu(NO3)4] and [Pu(NO3)6]2- with different monoamide and carbamide ligands have been calculated. Our investigation focuses on discriminating the influence of the bulkiness of the alkyl group, and that of the solvent polarity on the stability of inner and outer-sphere complexes. This study suggests key possibilities to tune the substituent effect by changing the polarity of the solution [4]. References[1]G. Milanole et al. WO/2018/138441 (2018).[2]C. Berger et al., Solvent Extr. Ion Exch., 37 , 111-125 (2019).[3]E. Acher et al., Inorg. Chem., 55, 5558-5569 (2016). [4]A. Failali et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 23, 2229-2237 (2021).

Published
2021

7. La radiochimie théorique comme composante essentielle de la radiochimie moléculaire

Author

Maurice, Rémi, Acher, Eléonor, Galland, Nicolas, Severo Pereira Gomes, André, Guillaumont, Dominique, Réal, Florent, Renault, Eric, Roques, Jérôme, siberchicot, bruno, Vallet, Valérie, Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (CEISAM), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DAM Île-de-France (DAM/DIF), Direction des Applications Militaires (DAM), ANR-16-IDEX-0004,ULNE,ULNE(2016), ANR-11-LABX-0005,Cappa,Physiques et Chimie de l'Environnement Atmosphérique(2011), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)

Subjects
méthodes, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Radiochemistry, structure électronique, Radiochimie, dynamique moléculaire, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], theory, electronic structure, molecular dynamics, methods, théorie
Abstract

International audience; Molecular radiochemistry is being developed for different fields of application, such as fundamental chemistry, environment, nuclear safety, and even health. Electronic structure and/or molecular dynamics calculations allow a detailed understanding of the underlying physico-chemical phenomena, and are most often added to experimental data. This article presents recent examples from the French scientific community to show the issues and difficulties of the theoretical studies, as well as the main challenges for the coming years.; La radiochimie moléculaire se développe pour différents champs d’application, tels que la chimie fondamentale, l’environnement, la sûreté nucléaire ou encore la santé. Les calculs de structures électroniques ou de dynamique moléculaire permettent une compréhension fine des phénomènes physico-chimiques sous-jacents et s’ajoutent le plus souvent aux données expérimentales. Cet article présente des exemples récents de la communauté scientifique française, afin de montrer les enjeux et difficultés des études théoriques, ainsi que les principaux verrous à lever pour les prochaines années.

Published
2021

9. Temperature dependence of $^1H$ paramagnetic chemical shifts in actinide complexes, beyond Bleaney's theory: The An$^{VI}$O$_2^{2+}$ – Dipicolinic AcidcComplexes (An=Np, Pu) as an Example

Author

Autillo, Matthieu, Islam, Md. Ashraful, Héron, Julie, Guérin, Laetitia, Acher, Eléonor, Tamain, Christelle, Illy, Marie-Claire, Moisy, Philippe, Colineau, Eric, Griveau, Jean-Christophe, Berthon, Claude, Bolvin, Hélène, Commission des méthodes d'analyse du CEA (CETAMA), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Systèmes étendus et magnétisme (LCPQ) (SEM), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Hylleraas Centre for Quantum Molecular Sciences (Hylleraas), Department of Chemistry [Oslo], Faculty of Mathematics and Natural Sciences [Oslo], University of Oslo (UiO)-University of Oslo (UiO)-Faculty of Mathematics and Natural Sciences [Oslo], University of Oslo (UiO)-University of Oslo (UiO), European Commission - Joint Research Centre [Karlsruhe] (JRC), ANR-17-CE06-0010,ACTIpNMR,déplacements de RMN paramagnétiques pour les actinides : au délà du modèle des lanthanides(2017), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques Laboratoire (LCPQ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry
Abstract

International audience; Actinide +VI complexes (An$^{VI}$ = U$^{VI}$, Np$^{VI}$ and Pu$^{VI}$) with dipicolinic acid derivatives were synthesized and characterized bypowder XRD, SQUID magnetometry and NMR spectroscopy. In addition, Np$^{VI}$ and Pu$^{VI}$ complexes were described by first principles CAS based and two-component spin-restricted DFT methods. The analysis of the $^1$H paramagnetic NMR chemical shifts for all protons of the ligands according to the X-rays structures shows that the Fermi contact contribution is negligible in agreement with spin density determined by unrestricted DFT. The magnetic susceptibility tensor is determined by combining SQUID, pNMR shifts and Evans’ method. The SO-RASPT2 results fit well the experimental magnetic susceptibility and pNMR chemical shifts. The role of the counterions in the solid phase is pointed out; their presence impacts the magneticproperties of the Np$^{VI}$ complex. The temperature dependence of the pNMR chemical shifts has a strong 1/$T$ contribution, contrarily to Bleaney’s theory for lanthanide complexes. The fitting of the temperature dependence of the pNMR chemical shifts and SQUID magnetic susceptibility by a two-Kramers-doublet model for the Np$^{VI}$ complex and a non-Kramers-doublet model for the Pu$^{VI}$ complex allows for the experimental evaluation of energy gaps and magnetic moments of the paramagnetic center

Published
2021

10. Properties of the tetravalent actinide series in aqueous phase from a microscopic simulation automated engine

Author

Acher, Eléonor, Masella, Michel, Vallet, Valérie, Réal, Florent, Laboratory of Interactions Ligand-Actinide (LILA), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie (LBSR), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 'European Funds for Regional Economic Development' (FEDER) through the Contrat de Projets Etat-Région (CPER) CLIMIBIO (Changement climatique, dynamique de l’atmosphère, impacts sur la biodiversité et la santé humaine), OVERSEE project (MOdélisation innoVante dEs aéRoSols dE radionucléidEs) supported by the I-SITE Université Lille Nord-Europe, HPC resources of [CINES/IDRIS/TGCC] under the allocation 2016-2018 [x2016081859 and A0010801859], ANR-11-LABX-0005,Cappa,Physiques et Chimie de l'Environnement Atmosphérique(2011), and ANR-16-IDEX-0004,ULNE,ULNE(2016)

Subjects
Chemical Physics (physics.chem-ph), [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Physics - Chemical Physics, FOS: Physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Abstract

In the context of nuclear fuel recycling and environmental issues, the understanding of the properties of radio-elements with various approaches remains a challenge regarding their dangerousness. Moreover, experimentally, it is imperative to work at sufficiently high concentrations to reach the sensitivities of the analysis tools, which often leads to precipitation for some of them, and stabilizing of specific oxidation states of some actinides remains a challenge, thus making it difficult to extract general trends across the actinide series. Complementary to experiments, modelling can be used to unbiasedly probe the actinide's properties in aquatic environment and offers a predictive tool. We report the first molecular dynamics simulations based on homogeneously built force fields for the whole series of the tetravalent actinides in aqueous phase from $\mathrm{Th^{IV}}$ to $\mathrm{Bk^{IV}}$ and including $\mathrm{Pu^{IV}}$. The force fields used to model the interactions among the constituents include polarization and charge donation microscopic effects. They are built from an automated iterative \textit{ab initio} based engine, the core element of a future machine learning procedure devoted to generate accurate force fields. The comparison of our simulated hydrated actinide properties to available experimental data show the model robustness and the relevance of our parameter assignment engine. Moreover our simulated structural, dynamical and hydration free energy data show that, apart from $\mathrm{Am^{IV}}$ and $\mathrm{Cm^{IV}}$, the actinides properties change progressively along the series., Comment: 7 pages, 4 figures

Published
2020

14. Theoretical study of Plutonium complexes with monoamides

Author

Failali, Abdelmounaim, Guillaumont, Dominique, Acher, Eléonor, Vallet, Valérie, Réal, Florent, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Interactions Ligand-Actinide (LILA), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2019

15. Modélisation réaliste de la spectroscopie électronique du Pa(IV) en solution aqueuse

Author

Réal, Florent, Acher, Eléonor, Masella, Michel, Vallet, Valérie, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Interactions Ligand-Actinide (LILA), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie (LBSR), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-11-LABX-0005,Cappa,Physiques et Chimie de l'Environnement Atmosphérique(2011)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

National audience

Published
2019

17. Realistic ab initio spectroscopy of f elements in aqueous solution

Author

Réal, Florent, Acher, Eléonor, Masella, Michel, Vallet, Valérie, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Interactions Ligand-Actinide (LILA), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie (LBSR), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-11-LABX-0005,Cappa,Physiques et Chimie de l'Environnement Atmosphérique(2011)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2018

18. Probing the properties of the tetravalent actinide series in aqueous phase from atomistic simulations

Author

Acher, Eléonor, Masella, Michel, Vallet, Valérie, Réal, Florent, Département RadioChimie et Procédés (DRCP), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEA Direction des Sciences du Vivant (CEA/DSV), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-11-LABX-0005,Cappa,Physiques et Chimie de l'Environnement Atmosphérique(2011)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

National audience

Published
2018

19. Quantum and classical approaches to probe the structural, dynamical and hydration properties of tetravalent actinide elements

Author

Réal, Florent, Acher, Eléonor, Masella, Michel, Vallet, Valérie, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Research Department on Mining and fuel Recycling Processes (LILA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie (LBSR), and ANR-11-LABX-0005,Cappa,Physiques et Chimie de l'Environnement Atmosphérique(2011)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2018

20. Etude du plutonium(IV) en solution en couplant approches théoriques et expérimentales

Author

Acher, Eléonor, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université de Lille 1, Florent Réal, Valérie Vallet, and Dominique Guillaumont

Subjects
Actinides - Composés, solvant extraction, Méthode ab initio (chimie quantique), Complexes métalliques, Force fields, Plutonium - complexes, Molecular dynamics, EXAFS spectrometry, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Ab initio Calculations, Actinides - complexes, Dynamique moléculaire, Plutonium - Composés, Extraction par solvant, Metallic complexes, Spectrométrie EXAFS, Champ de force, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, [CHIM.RADIO]Chemical Sciences/Radiochemistry
Abstract

The actinide speciation in solution is central to the understanding and improvement of separation processes for the nuclear fuel cycle as well as envirronmental speciation problems. However, the radioactivity of these elements combined with their chemical complexity make the study of their speciation a real experimental challenge. That is why, bringing into play the molecular modeling may be a key help in getting new insights on this issue. In this work, coupling quantum chemical calculations to experimental data (thermodynamics, EXAFS, UV-visible spectroscopy) for studying plutonium(IV) speciation in an organic phase containing N,N-dialkylamide ligands enabled us to identify the formation of several complexes having different coordination modes of the ligand to the plutonium. In parallel, as no force field has been reported for discribing plutonium(IV) by classical molecular dynamics, we decided to tackle the development of such a potential for this element. This development has been initiated with the parameterization of actinide - water interactions considering the series from thorium to berkelium at their +IV oxidation state. The chosen ab initio parameterization approach as well as the final force field are presented. Then, the first molecular dynamics results are compared to available experimental data. Finally, the limits and future developments concerning both the parameterization approach and the analytical potential are discussed in detail.; L’étude de la spéciation des actinides en solution revêt une importance particulière à la fois pour la compréhension et l’amélioration des procédés de séparation pour le cycle du combustible nucléaire ainsi que pour les problèmes de spéciation dans l'environnement. Toutefois, leur caractère radioactif associé à la complexité de leur chimie fait de l’étude de la spéciation des actinides un véritable challenge expérimental. C’est pourquoi le recours à la modélisation moléculaire peut s’avérer une aide déterminante pour progresser sur cette thématique. Dans ce travail, le couplage de calculs de chimie quantique et de données expérimentales (thermodynamique, EXAFS, spectroscopie UV-visible) pour étudier la spéciation du plutonium(IV) en phase organique après extraction par des ligands N,N-dialkylamides nous a permis d'identifier la formation de plusieurs complexes ayant des modes de coordination du ligand au plutonium différents. Parallèlement, aucun champ de force n'ayant été reporté pour décrire le plutonium(IV) par dynamique moléculaire classique, nous avons entrepris de développer un potentiel d'interaction classique pour cet élément. Ce développement a été initié par le paramétrage des interactions de la série d'actinides du thorium au berkelium au degré d'oxydation IV dans l'eau. L'approche ab initio retenue pour le paramétrage ainsi que le champ de force résultant sont exposés. Les premiers résultats de dynamique moléculaire sont comparés aux données expérimentales disponibles dans la littérature puis les limites et perspectives d'amélioration de la méthode de paramétrage ainsi que du potentiel sont discutées en détail.ts clésChamp de forceActinides -- SpéciationPlutonium -- ComposésComplexes métalliquesDynamique moléculaireSpectrométrie EXAFSMéthodes ab initio (chimie quantique)Extraction par solvant

Published
2017

21. A consistent molecular model to predict the behaviors of early tetravalent actinides in aqueous solution: from thorium to plutonium

Author

Acher, Eléonor, Masella, Michel, Vallet, Valérie, Réal, Florent, CEA Nuclear Energy Division, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (IBITECS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, PSN-RES/SEREX/L2EC, PSN-RES/SAG/LETR, Laboratoire d'Etude du corium et du Transfert des radioélèments (IRSN/PSN-RES/SAG/LETR), Service des Accidents Graves (IRSN/PSN-RES/SAG), and Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)-Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)

Subjects
[PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2017

22. A consistent molecular model to predict the behavior of early tetravalent actinides

Author

Acher, Eléonor, Guillaumont, Dominique, Masella, Michel, Vallet, Valérie, Réal, Florent, Physico-Chimie Moléculaire Théorique (PCMT), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Interactions Ligand-Actinide (LILA), Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (IBITECS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay

Subjects
[PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2017

24. Structures of Plutonium(IV) and Uranium(VI) with N,N-Dialkyl Amides from Crystallography, X-ray Absorption Spectra, and Theoretical Calculations

Author

Acher, Eléonor, primary, Hacene Cherkaski, Yanis, additional, Dumas, Thomas, additional, Tamain, Christelle, additional, Guillaumont, Dominique, additional, Boubals, Nathalie, additional, Javierre, Guilhem, additional, Hennig, Christoph, additional, Solari, Pier Lorenzo, additional, and Charbonnel, Marie-Christine, additional

Published
2016
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