Je nach Reaktortyp und Betriebsweise treten im Kern eines Reaktors Siedezustände auf, die im Extremfall zur Zerstörung der Brennelemente führen können. Die zuverlässige und detaillierte Vorhersage dieser Zweiphasenströmungen ist außerordentlich wichtig um zukünftige Reaktortypen vollständig sicherheitstechnisch bewerten zu können. Ein essentieller Bestandteil bei der Sicherheitsbewertung zukünftiger Reaktorkonzepte ist die numerische Strömungssimulation (CFD, Computational Fluid Dynamics). Das übergreifende Ziel ist es also, CFD-Methoden zu ertüchtigen, kritische Zustände in Zweiphasenströmungen vorauszusagen und somit zukünftige Reaktortypen sicherheitstechnisch zu optimieren. Dieses Vorhaben bildet die Grundlage zur Erreichung dieses Ziels in Form von experimentellen Vergleichsdaten, mit denen diese CFD-Methoden validiert werden können.

In diesem Vorhaben soll die Messtechnik Magnetic Resonance Velocimetry (MRV) weiterentwickelt werden, um das Strömungsfeld in Zweiphasenströmungen möglichst exakt messen zu können. Der Fokus liegt hierbei auf die Generierung von experimentellen Daten in isothermen Gas-Wasser Strömungen. Die zu entwickelnde Messtechnik soll im gesamten Strömungsvolumen folgende physikalischen Größen erfassen:

• 3D zeitlich-gemittelter Geschwindigkeitsvektor in der Flüssigkeitsphase,
• 3D Turbulenzstatistik in der Flüssigkeitsphase in Form des Reynolds’schen Spannungstensors,
• 3D zeitlich-gemittelte Verteilung der Gasphase (Blasenverteilung).