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.
- Präzise Grenzflächenchemie steigert Wirkungsgrad von Perowskit-SolarzellenIm Rahmen einer internationalen Forschungskooperation wurde eine neue molekulare Strategie entwickelt, um eine der Grenzflächen in Perowskit-Solarzellen zu verbessern. Die daraus resultierenden Solarzellen erreichten in der n-i-p-Architektur einen Energieumwandlungswirkungsgrad von 26,19 % bei gleichzeitig hoher Betriebsstabilität unter längerer Bestrahlung und erhöhten Temperaturen. Die Ergebnisse wurden im „Journal of the American Chemical Society“ veröffentlicht.
- Magnetische Bildgebung: Mikroblumen verstärken das lokale MagnetfeldMaterialien mit magnetischen Nanostrukturen bieten viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Spintronik. Um solche Materialien zu untersuchen, sind magnetisch empfindliche Bildgebungsverfahren im Nanobereich geeignet, bisher konnten während des Bildgebung jedoch nur schwache Magnetfelder angelegt werden. Nun hat eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Sergio Valencia vom HZB einen Ansatz entwickelt, der diese Einschränkung überwindet. Das Team entwarf winzige Magnetflusskonzentratoren (MFCs). Die Geometrie der MFCs ähnelt einer Blume und fokussiert das angelegte Magnetfeld auf das Zentrum, in dem die Probe sitzt. Die „Mikroblumen“, die das Magnetfeld lokal verstärken, können in vielen nanometrischen magnetischen Mikroskopieverfahren eingesetzt werden.
- CIGS-Perowskit-Tandemzelle erreicht Rekordwirkungsgrad von 25,5 %Ein Berliner Team aus Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und Center for the Science of Materials Berlin (CSMB) an der Humboldt-Universität zu Berlin hat einen neuen Rekord für eine Tandemsolarzelle aufgestellt. Durch die Kombination einer CIGS-Halbleiterschicht mit Perowskit gelang es ihnen, 25,5 % des Sonnenlichts in elektrische Energie umzuwandeln. Der bisherige Rekord für diese Materialkombination und diese Zellgröße lag bei 24,6 %. Der neue Rekord wurde zertifiziert und ist in den Solar Cell Efficiency Tables (den „Green Tables“) zu finden, die als Nachschlagewerk für die weltweite Photovoltaik-Gemeinschaft gelten.