Protonen gegen Krebs: Neue Forschungsbeamline für innovative Strahlentherapien
Prof. Dr. Judith Reindl und Doktorandin Aikaterini Rousseti (v.l.n.r) von der Universität der Bundeswehr München stellen den Experimentierplatz vor, der an der neuen Minibee-Beamline am HZB eingebaut wird. Hier werden Experimente an biologischen Proben mit unterschiedlich eingestellten Protonenstrahlen stattfinden. © Kevin Fuchs / HZB
Magnetische Quadrupole fokussieren den Protonenstrahl vor der Experimentplattform. © Kevin Fuchs / HZB
Das HZB hat gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München eine neue Beamline für die präklinische Forschung eingerichtet. Sie ermöglicht künftig am HZB Experimente an biologischen Proben zu innovativen Strahlentherapien mit Protonen.
Der Protonenbeschleuniger des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ist seit gut 25 Jahren gegen spezielle Tumorerkrankungen des Auges im Einsatz. Bisher haben schon über 4800 Menschen von der Augentumor-Therapie mit Protonen profitiert, die gemeinsam mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin durchgeführt wird.
Nun bietet der Protonenbeschleuniger am HZB zusätzlich auch die Option, präklinische Forschung durchzuführen: Dazu wurde gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München eine Mini- Beamline for preclinical Experiments (Minibee) errichtet. Die Abteilung Protonentherapie des HZB hat die Strahlführung und die Ansteuerung für die Minibeams gebaut. Die Universität der Bundeswehr München mit Prof. Judith Reindl vom Institut für Angewandte Physik und Messtechnik sowie der Sektion Biomedizinische Strahlenphysik installierte eine Plattform zur bildgeführten Bestrahlung von biologischen Proben. Dadurch werden künftig gemeinsame Experimente zur Radiobiologie und innovativer Strahlentherapie möglich.
„An Minibee können wir aus der medizinischen Forschung untersuchen, wie sich veränderte Parameter und Einstellungen des Protonenstrahls auf die Behandlung auswirken“, sagt Judith Reindl. Unter anderem soll Minibee ultrakurze Protonenblitze (FLASH-Therapie) erzeugen, oder nadelfeine Strahlung (Beamlets). „Es geht uns darum, neue Methoden zu entwickeln, die den Tumor effektiv zerstören und gleichzeitig das gesunde Gewebe noch besser schützen“, sagt Prof. Dr. Andrea Denker, die die Abteilung Protonentherapie am HZB leitet.
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.
- Perowskit-Solarzellen: Protokolle für Reproduzierbarkeit und VergleichbarkeitZehn Teams am Helmholtz-Zentrum Berlin bauen eine langfristige internationale Allianz auf, um gemeinsam Verfahren zu entwickeln, die die Reproduzierbarkeit von Perowskit-Materialien sicherstellen. Das Projekt TEAM PV wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.