Basteln am Protonenstrahl – wissenschaft.de
Hier bereiten zwei Wissenschaftler ein Experiment am POLARIS-Laser der Universität Jena vor. Dies soll dabei helfen, die für medizinische Therapien nötigen Protonenstrahlen künftig einfacher zu erzeugen
Um Tumore in sensen Körperregionen zu behandeln, etwa dem Gehirn oder den Augen, kommt in der Medizin die Protonentherapie zum Einsatz. Dabei werden die positiv geladenen Atomkernbausteine extrem beschleunigt en zielgenau in das Tumorgewebe gelenkt, das dabei zerstört wird. Bisher jedoch benötigt man für dieses effiziente en für das gesunde Gewebe shonende Behandlungsverfahren große Beschleunigeranlagen, weshalb die Methode nur in speziellen Zentren verfügbar ist.
Doch Wissenschaftler arbeiten schon länger daran, Protonenstrahlen auch mit kleineren Lasersystemen zu produzieren. Dafür wird ein hochintensiver Laserpuls op een dünne Metallfolie geschossen und erzeugt auf ihrer Vorderseite ein Plasma. Auf der Rückseite der Folie entsteht ein starkes elektrisches Feld, durch das Protonen von der Folienoberfläche weggeschleudert en stark beschleunigt werden – es entsteht ein Protonenstrahl.
Das Problem jedoch: “Die mittels Laser-Plasma-Wechselwirkung erzeugte Protonenstrahlung ist bisher einfach nicht energiereich genug, und das obwohl die bisherigen theoretischen Modelle voraussagen, dass die Voraussetzungen dafürtlich erfül”, . Während für die Strahlentherapie Energien von über 200 Megaelektronenvolt notwendig wären, kommen laserbeschleunigte Protonen bisher nicht die Hälfte dieser Energie hinaus.
Um dies zu ändern, haben Kaluza and seine Kollegen in monatelangen Experimenten am POLARIS-Laser des Instituts für Optik en Quantenelektronik untersucht, welche Parameter bei der laser-induzierten Protonenbeschleunigung eine Rolle s. Daraus konnten sie eine Reihe von Bedingungen kunnen, durch die sich die Energieausbeute für den Protonenstrahl maximieren lässt. Diese Erkenntnisse könnten nun den Weg ebnen zu neuen, kompakteren Protonenstrahl-Generatoren für die Medizin.
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