Sie knacken Atome

  vom 30.05.2016

Ionen haben es drauf: Sie durchdringen menschliche Zellen und geben Hitze ab, die kranken Zellen den Garaus machen kann. Diese Zusammenhänge kamen jetzt an der Eichendorffschule zur Sprache.

Zahlreiche Forscher aus aller Welt versuchen am GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt herauszufinden, was bereits Johann Wolfgang von Goethe vor über 200 Jahren beschäftigte: Sie untersuchen, was die Welt im Innersten zusammenhält. Im Rahmen der Veranstaltungsreihe „Wissenschaft und Schule“ konnten kürzlich auch die Oberstufenschüler der Eichendorff-Schule (EDS) in dieses spannende Forschungsprojekt hineinschnuppern. Der Kontakt entstand über Dr. Corinna Kausch, eine leitende Angestellte des Forschungszentrums und Mutter zweier EDS-Schüler. Bis zum Abitur lebte die Medizinphysikerin in Kelkheim. „Danach war ich aufgrund des Studiums fast 15 Jahre weg“, erzählte sie. Vor neun Jahren kehrte die Wissenschaftlerin dann zurück in den heimischen Taunus.

Corinna Kausch und Ingo Peter forschen am GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt.
An der EDS in Kelkheim lieferten sie Einblicke in ihre Arbeit.

Auf Kollisionskurs

Birgit Seintsch, Organisatorin des EDS-Forums „Wissenschaft und Schule“ und Physiklehrerin von Corinna Kauschs Tochter, nahm die einmalige Gelegenheit gern wahr. „Das ist natürlich eine tolle Sache“, erklärte Seintsch, „wir hatten bereits Vorträge zum Thema Elektromobilität oder Tiergenetik, der heutige Vortrag ist speziell für unsere Physik- und Bio-Kurse interessant“. Diese beiden Fächer gehen normalerweise innerhalb des Lehrplans nicht wirklich Hand in Hand, doch Kausch und ihr Kollege Dr. Ingo Peter zeigten, dass es in der angewandten Wissenschaft durchaus Überschneidungen gibt.

Zunächst stellte Ingo Peter den Teilchenbeschleuniger des GSI-Instituts vor — das früher übrigens mal „Gesellschaft für Schwerionenforschung“ hieß. „Damit können wir Atome auf Wände schleudern und sie so aufbrechen“, führte er aus. Die Atome werden sozusagen geknackt. Dies geschieht in der riesigen Maschinenanlage, die sich unterirdisch im Darmstädter Wald befindet, mit unglaublicher Geschwindigkeit.

„Wir haben dort einen Linearbeschleuniger mit einer Länge von rund 120 Metern, sowie einen Kreisbeschleuniger, um die Teilchen noch schneller zu machen“, berichtete Peter. Im Linearbeschleuniger erreichen die per elektrischer Spannung abgefeuerten Atome bis zu 30 Prozent der Lichtgeschwindigkeit, im Kreisbeschleuniger sind es sogar 90 Prozent. Ist die gewünschte Geschwindigkeit erreicht, wird eine Kollision herbeigeführt und die inneren Bestandteile des aufplatzenden Teilchens werden gespeichert.

Auf diese Weise wurden zwischen 1981 und 2010 bereits sechs neue chemische Elemente entdeckt. Eines davon, die Nummer 110 mit dem Kürzel „Ds“ für Darmstadtium, schaffte es mal als Antwort auf die 500 000-Euro-Frage zu Günther Jauch in die Sendung „Wer wird Millionär“.

„In gewisser Weise müssen wir uns dafür bei euch entschuldigen“, wandte sich Ingo Peter an die Oberstufenschüler, „denn ihr müsst jetzt mehr Elemente lernen als wir damals“. Dies erscheint als eher geringer Preis. Wieso? Die Arbeit am Teilchenbeschleuniger kann Leben verlängern und retten. An dieser Stelle kommt die Kelkheimerin Corinna Kausch ins Spiel, denn sie ist in der Abteilung für Biophysik tätig. „Dort haben wir unter anderem an einer Pilotstudie mit 400 Krebspatienten gearbeitet“, berichtete sie. Durch den Beschuss mit schweren Ionen ist es möglich, Tumore anzugreifen, die auf herkömmliche Weise nicht behandelbar sind.

„Die Ionen durchdringen dabei menschliche Zellen und geben dabei Hitze ab, die wiederum die Zellen schädigt“, erklärte sie. Dank hoher Präzision können so Krebszellen an sehr empfindlichen Stellen, etwa dem Sehnerv oder dem Hirnstamm, behandelt werden. Das gesunde Gewebe wird dabei im Gegensatz zum Verfahren mit Protonenbeschuss stärker geschont. Außerdem untersucht Corinna Kausch die Auswirkung von Weltraumstrahlung. Diese Ergebnisse sollen der Nasa in Zukunft die Reise zum Mars ermöglichen und bei der Errichtung eines geplanten Mond-Dorfes helfen.

Und wer weiß, vielleicht trägt zu diesen ehrgeizigen Zielen ja auch einer der EDS-Schüler bei, die dank Birgit Seintsch, Corinna Kausch und Ingo Peter einen einmaligen Einblick in die Welt der Wissenschaft bekamen.

Besichtigungen des GSI Helmholtzzentrums in Darmstadt sind wochentags grundsätzlich möglich. Die genauen Termine richten sich jedoch nach dem Betriebsablauf. Gruppen zwischen 10 und 60 Personen sind willkommen, Einzelpersonen und kleinere Gruppen können sich einer größeren Führung anschließen. Der Eintritt ist frei. Terminanfragen sind über das Online-Formular auf der Homepage unter www.gsi.de möglich.

(rk)