Fortschrittliche Instrumentierung zur Überwachung der Strahlendosis
Die Strahlendosimetrie hat weitreichende Anwendungen, unter anderem für die Bestimmung der beruflichen Exposition sowie für die Bewertung von biomedizinischen Therapien, der sekundären (streuabhängigen) Dosis während einer Strahlentherapie und sogar der Exposition von Personen an Bord von kommerziellen Flügen und von Astronauten im Weltraum. Ein großes internationales Konsortium aus acht Voll- und sechs assoziierten Partnern schulte 18 Nachwuchsforscher (15 über 3-Jahres-Verträge für eine Doktorarbeit und 3 über kurzfristige Verträge) zu relevanten Themen und erhielt dabei eine EU-Unterstützung für das Projekt ARDENT(öffnet in neuem Fenster) (Advanced Radiation Dosimetry European Network Training initiative). Der Fokus lag dabei auf drei Haupttechnologien: Detektoren, Solid-State-Detektoren und Spurdetektoren (basierend auf unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit denen Spuren von Kernteilchen relativ zum Schüttgut geätzt werden). Die Forscher entwickelten und testeten Instrumentierung, um Energieverteilungen und dosimetrische Mengen in komplexen Strahlungsfeldern und in monoenergetischen Teilchenstrahlen, die für die Krebstherapie verwendet werden, zu messen. Alle 18 Nachwuchsforscher aus zwölf Ländern nahmen an einem umfangreichen Forschungs- und Ausbildungsprogramm teil. Bezeichnenderweise machten Frauen fast ein Drittel des Teams aus. Die Website des ARDENT-Projekts bietet Informationen zu den jungen Forschern und deren Ergebnissen. Der Erfolg wird durch die Tatsache deutlich, dass mehr als 60% der Nachwuchsforscher Stellen an Forschungseinrichtungen oder in der Industrie gefunden haben. Die Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ermöglichte die Untersuchung des TimePix-Chips für Raumfahrtanwendungen. TimePix ist ein Hybrid-Halbleiter-Partikel-Tracking-Pixel-Detektor und misst die direkte Energie von verschiedenen Arten von Strahlung. Mehrere Projekte befassten sich mit der Entwicklung und Anwendung für TimePix. Ein neuartiger Detektor mit dem Namen GEMPix wurde gebaut, der zwei CERN-Technologien (GEM - Gas Electron Multiplier sowie TimePix) mit Anwendungen in der medizinischen Dosimetrie, der Mikrodosimetrie und für die Messung von Niedrigenergie-Photonenemittern für die Charakterisierung von radioaktiven Abfällen verbindet. ARDENT entwickelte ein 4D-Phantom, das die Bewegung eines menschlichen Thorax während der Atmung nachahmen kann. Dieses kann Lunge, Knochen und Gewebebewegung in einem menschlichen Torso sowie die 3D-Bewegung eines Tumors im Körper mit der Zeit simulieren. Es ermöglicht das Einbringen von passiven und aktiven Detektoren, um die Dosis genau zu messen, die auf einen sich bewegenden Tumor bei der konventionellen Strahlentherapie und auch in künftigen fortschrittlichen Hadrontherapie-Zentren angesetzt wird. ARDENT führte Spitzenforschung im Bereich der Strahlendosimetrie durch und legte dabei durch die vier Industriepartner einen Schwerpunkt auf industrielle Anwendungen. Das Projekt schulte die nächste Generation von Forschern in einem wichtigen Forschungsbereich, förderte die Entwicklung des privaten Sektors und stärkte die internationale Zusammenarbeit mit langfristigen Auswirkungen.
