Exkursion zur GSI in Darmstadt

Am 5. Dezember 2013 besuchten Schülerinnen und Schüler des Leistungs- und des Grundkurses Physik der Jahrgangsstufe 12 das Zentrum für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt.

Die GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt betreibt eine große, weltweit einmalige Beschleunigeranlage für Ionen. Forscherinnen und Forscher aus aller Welt nutzen die Anlage für Experimente, um neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen. Darüber hinaus entwickeln sie neuartige Anwendungen in Medizin und Technik.

 

Das Verhalten von Zellen unter Ionenbeschuss ist ein Thema, mit dem sich die Forscher der Biophysik-Gruppe beschäftigen. Mit der bei GSI entwickelten Tumortherapie haben sie eindrucksvoll bewiesen, wie aus erkenntnisorientierter Grundlagenforschung eine Anwendung entstehen kann. Von 1997 bis 2008 wurden bei GSI mit großem Erfolg Tumorpatienten mit Ionenstrahlen behandelt. Dabei wurden mit beschleunigten Kohlenstoffionen Tumore im Kopfbereich bestrahlt, die mit bisherigen Behandlungsmethoden noch nicht therapiert werden konnten. In diesem Pilotprojekt kamen neu entwickelte strahlenbiologische und technische Methoden zum Einsatz. Die Methode ist seit Herbst 2009 im klinischen Routinebetrieb am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum HIT im Einsatz. Dort werden jährlich ca. 1300 Patienten behandelt, die Heilungschancen liegen bei über 90%.

Unsere Schülerinnen und Schüler hatten beeindruckende Einblicke in die Forschung und haben durch den Vortrag und die Besichtigung der Anlagen einige praktische Anwendungen der Lerninhalte ihres Physikunterrichts kennengelernt.

Beate Schuster

 


Schwerionenforschung und Tumortherapie am GSI Darmstadt

 

Am 5. Dezember letzten Jahres haben der Grund- und Leistungskurs Physik der MSS12 eine Exkursion zur GSI (=Gesellschaft für Schwerionenforschung) in Darmstadt unternommen. Dort konnten sich die Schüler Eindrücke von Berufen im naturwissenschaftlichen Bereich machen und konnten viel über die Forschungseinrichtung und ihre Projekte erfahren.

Die GSI forscht in vielen verschiedenen Bereichen mithilfe von Teilchenbeschleunigern und hat seit ihrer Gründung 1969 schon mehrere Erfolge feiern können. Darunter die Entdeckung von sechs neuen chemischen Elementen, über 400 Atomkernen und einem wirksamen Verfahren gegen Krebs.

Bei GSI wurde den Schülern ein Einblick in die Arbeitsräume von derzeitigen Projekten bezüglich der Grundlagenforschung erlaubt. Zu sehen war zum Beispiel eine große Experimentierhalle, in der die verschiedenen Standorte der Forschungsgruppen platzsparend nebeneinander aufgereiht sind und durch dicke, mit einem speziellen Kran bewegbare Betonpfähle zur Absicherung gegen die Strahlung der bewegten Teilchen getrennt sind. 

In Darmstadt wurde ein medizinisches Verfahren entwickelt, welches erlaubt, Tumore im Kopf- und Halsbereich nebenwirkungsarm und mit einer Erfolgsrate von über 90% zu behandeln. Dieses Verfahren, bei dem der Tumor mit hoch beschleunigten Ionen bestrahlt wird, wurde im HIT (=Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum) spezialisiert und wird dort im Routinebetrieb für 20000 € pro Behandlung angeboten. Bei der Besichtigung wurde den Schülern ein Bereich gezeigt, der sich stark von den anderen unterscheidet. Er war speziell für die Patienten eingerichtet, die vor dem Bau des HIT in der GSI behandelt wurden. Die Köpfe der insgesamt 440 Behandelten wurden fixiert indem man sie mit einer Art Schablone erfasst hat. Das beinhaltet auch den Grund dafür, warum man diese Behandlungsform nicht bei anderen Körperregionen einsetzen kann, weil sie sich zu sehr bewegen. Es wird jedoch nach einem Weg gesucht diese Bewegungen bei der Bestrahlung auszugleichen.
Bis 2018 wird bei der GSI das neue internationale Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) entstehen, eines der größten Forschungsvorhaben weltweit. An FAIR wird eine nie dagewesene Vielfalt an Experimenten möglich sein, durch die Physiker aus aller Welt neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums, vom Urknall bis heute, erwarten. FAIR wird Antiprotonen- und Ionenstrahlen mit bisher unerreichter Intensität und Qualität liefern. Im Endausbau wird FAIR aus acht Ringbeschleunigern mit bis zu 1.100 Metern Umfang, zwei Linearbeschleunigern und rund 3,5 Kilometern Strahlführungsrohren bestehen. Die bereits existierenden GSI-Beschleuniger werden dann als Vorbeschleuniger dienen.

zum Bild:

Forschung mit den GSI-Beschleunigeranlagen

Die GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt betreibt eine große, weltweit einmalige Beschleunigeranlage für Ionen. Forscherinnen und Forscher aus aller Welt nutzen die Anlage für Experimente, um neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen. Darüber hinaus entwickeln sie neuartige Anwendungen in Medizin und Technik.

 

 

Josia Below, MSS 12