Wie Zellen auf Strahlung reagieren - Physikalisch

Der Phy
-Cock
k
i
s
l
tai
Die Kooperationspartner aus der Biologie untersuchen
nach den Bestrahlungen verschiedene so genannte
Endpunkte. Diese können z. B. die Reproduktionsfähigkeit der Zellen, chromosoma­le Aberrationen oder die
Expression bestimm­ter Gene sein. Durch das neuartige
Verfahren werden detaillierte Erkenntnisse über die
Wirkung kleiner Dosen ionisierender Strahlung und die
Reparaturmecha­nis­men der Zellen erwartet.
Nanometer • Licht • Röntgen • Läng
Wales vs. Deutschland • Bücher • P
Stromuhren • Radon • Nebelkamm
Cocktails • Essen & Trinken • Kind
Zeit • Kraft • Waagen • Zellen • Zu
Kaffee & Kuchen • Fernsehstud
Laser • Umweltradioaktivität
Wärmebilder • Trommeln
Farbe • Flüssigkeiten
Bigband • Kino
Brennwert
Lebende Zellen ins Visier genommen: Die Position
jedes Zellkerns wird bestimmt, gespeichert und
anschließend mit Ionen beschossen.
Weitere Informationen:
Dr. Ulrich Giesen
Fachbereich 6.4
„Ionenbeschleuniger und Referenzstrahlungsfelder“
E-mail: [email protected]
Internet: www.ptb.de
Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Braunschweig und Berlin
Wie Zellen auf Strahlung
reagieren – Biologie mit
Teilchenbeschleunigern
Station 1
Tag der offenen Tür
Wir alle haben im Alltag mit energiereicher Strahlung
(man nennt sie ionisierende Strahlung) zu tun. Unbemerkt trifft sie ständig auf unseren Körper. In der
Medizin ist sie aus der Diagnostik und Therapie nicht
mehr wegzudenken.
Dass ionisierende Strahlung Schäden verursachen kann,
weiß man schon lange. Man weiß auch, dass ein Teil
der Schäden von Zellen selbständig repariert wird. Die
Erforschung der Strahlenschä­den und Reparaturmechanismen in Zellen ist in unserer Arbeitsgruppe ein
aktuelles Arbeitsgebiet.
Die Bestrahlung von lebenden Gewebe- und Blutzellen
mit Ionen und Neutronen ist eine wichtige Methode in
der Strahlenbiologie. Hiermit ist es möglich, Wirkung
und Risiko von Teilchenstrah­lung aus der natürlichen
Umweltradioaktivität (Ra­dongas, kosmische Strahlung)
sowie in kern­tech­nischen Anlagen und Forschungsinstituten abzuschätzen. Zunehmend werden Protonen
und 12C-Ionen auch erfolgreich in der Krebstherapie
eingesetzt.
Bei uns werden unterschiedliche Teilchen­strah­­len mit
Hilfe eines Zyklotrons und eines 4-Mil­lionen-Volt-Vande-Graaff-Beschleunigers erzeugt. Wir geben Ihnen
hier Gelegenheit Anlagen kennenzulernen zur Erzeugung und Messung von:
Neutronenstrahlen: für die Bestimmung der Neutronenwirkung und der Neutronendosis
Ionenstrahlen: für die Messung von W-Werten für die
Dosimetrie bei der Strahlentherapie
Mikro-Ionenstrahlen: für die gezielte Bestrahlung
von einzelnen Zellen mit Ionen. Hiermit können die
Wirkung von Strahlen und die Reparaturmechanis­men
der Zellen besser untersucht werden.
Zellen präzise bestrahlen:
der Mikro-Ionenstrahl
Zur Untersuchung von Strahlenschäden an lebenden
Zellen wurde ein Mikro-Ionenstrahl entwickelt. Hier
werden die Zellen mit einzelnen oder einer definierten
Anzahl hochenergetischer Teilchen beschossen. Eine
Zielgenauigkeit von wenigen tausendstel Millimetern erlaubt die selektive Bestrah­lung verschiedener
Zellbestandteile (Zellkern, Zellplasma). Dies ist mit
herkömmlicher Bestrahlungstechnik nicht möglich.
In interdisziplinärer Zusammenarbeit mit Biologen
wird die Empfindlichkeit der Zell­be­stand­teile auf
geringste Strahlungsmengen untersucht. Am Ionenbeschleuniger stehen verschiedene Teilchenarten (Heliumkerne und Protonen) und Teilchenenergien zur
Verfügung, um die Wirkung natürlicher und künstlicher
Strahlung zu simulieren. Heliumionen sind mit der
natürlich vorkommenden Alpha-Strahlung, wie sie z. B.
von Radon emittiert wird, identisch. Protonen hoher
Energie hingegen haben eine ähnliche Wirkung wie
Gamma- und Röntgenstrahlung, die in der Medizin
Anwendung finden.