Anwendungen in Medizin, Biologie und Materialforschung

Verschiedene technologische Entwicklungen aus der Grundlagenforschung im Bereich KTA haben ihren Weg in den Alltag oder in andere wissenschaftliche Gebiete gefunden.

Positronen-Emissions-Tomographie (PET) Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zeigt Orte mit hoher Stoffwechselaktivität (helle Bereiche). Methodische und technologische Entwicklungen aus der Kern-, Teilchen-, und Astroteilchenphysik haben in der Vergangenheit zu einer Vielzahl von Anwendungen in anderen wissenschaftlichen Gebieten geführt. So sind z.B. Ionenstrahlen und Neutronenstrahlen heute unverzichtbar bei so vielfältigen Anwendungen wie der Herstellung von mikroelektronischen Bausteinen, der Vergütung von Oberflächen, der Herstellung neuer Materialien und Funktionswerkstoffe, der Analyse von Werkstoffen, Kunstgegenständen, archäologischen Objekten und biologischen Zell- und Gewebeproben oder für die medizinische Therapie. Die Neutronenstreuung hat sich hierbei zu einem eigenständigen Gebiet in der Physik der Kondensierten Materie entwickelt.

Artikel-Bild klein 340x192 Pixel Artikel-Bild klein 340x192 Pixel im Text rechts In der Nuklearmedizin werden sowohl bei den bildgebenden Verfahren von Computergestützter Tomographie (CT), Positron Emission Tomographie (PET) und Magnetresonanztomographie (MRT) Detektorsysteme und Ausleseelektronik eingesetzt, wie sie ursprünglich für die Grundlagenforschung in der Kern- und Teilchenphysik entwickelt wurden. Im Falle von PET wie auch in der Tumortherapie mit Radiopharmaka werden gezielt Radioisotope eingesetzt.

Bereits kurz nach der Entwicklung der ersten Beschleuniger wurde der Einsatz von Ionenstrahlen für die Tumortherapie bei der Krebsbekämpfung entwickelt. Heute werden Gammastrahlen, Protonen- und Schwerionenstrahlen sowie Neutronen erfolgreich für die Bestrahlung von Tumoren eingesetzt. Solche Bestrahlungen werden zudem an der Ionenmikroprobe SNAKE am MLL Tandembeschleuniger intensiv für die radiobiologische Forschung auf Zell- und Gewebeniveau eingesetzt, um die Reparaturmechanismen in biologischen Zellen besser zu verstehen.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.