Am OncoRay, dem Nationalen Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie, in Dresden arbeiten Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf daran, die Strahlentherapie in der Behandlung von Krebserkrankungen entscheidend zu verbessern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Behandlungen von Tumorerkrankungen wie Operation, Chemotherapie oder Bestrahlung mit Röntgenstrahlen werden am OncoRay Protonen als Teilchenstrahl verwendet. Diese haben eine endliche Reichweite im Körper und verursachen so keine Schäden an gesundem Gewebe. Um die Reichweite des Protonenstrahls präzise und bereits während der Behandlung messen und kontrollieren zu können, entwickeln diese Wissenschaftler Verfahren und Methoden für klinisch einsetzbare Geräte.
Einer von Ihnen ist David Weinberger. David Weinberger arbeitet am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf im Institut für Strahlenphysik als Entwicklungsingenieur. Er entwickelt Detektorelektronik und Detektorsysteme zur Erfassung von verschiedensten Strahlungsarten. Er studierte von 2007 bis 2012 an der Hochschule Mittweida Mikroelektronik (B. Sc.) und Eingebettete Systeme (M. Sc.) jeweils als Jahrgangsbester seines Studienprofils. Seit 2014 ist er Promovend der Hochschule Mittweida in Kooperation mit der TU Chemnitz. Seine Doktorväter sind Prof. Werner Günther von der Hochschule Mittweida und Univ.-Prof. John Thomas Horstmann von der Technischen Universität Chemnitz. In seiner Dissertation beschäftigt er sich mit Halbleiterdetektoren zur direkten und indirekten Erfassung von Gammastrahlung, die während der Strahlentherapie zum Einsatz kommen soll.
Vor allem der Strahlungsdetektor CdZnTe (Cadmium-Zink-Tellurid) steht hierbei im Fokus. Vorteile dieser Detektoren - gegenüber den meisten herkömmlichen Strahlungsdetektoren – sind beispielsweise der Betrieb bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Kühlung und die relativ geringe Betriebsspannung. Dennoch gibt es auch Herausforderungen. Gammastrahlung die auf das CdZnTe-Material trifft erzeugt in dessen Inneren eine „Wolke“ voller Elektronen, deren Elektronenanzahl und deren Wolkendurchmesser von der Höhe der erfassten Strahlungsenergie abhängig ist. Um einen weiten Bereich an Gammastrahlung, die bei der therapeutischen Medizin mit Teilchenbeschleunigern entsteht, erfassen zu können, ist es notwendig einen relativ „dicken“ Detektor zu verwenden, der auch hohen Energien absorbiert und messen kann. Nachteil: die „Elektronenwolken“ benötigen eine relativ lange Zeit bis an die messenden Elektroden.
David Weinberger hat eine Methode entwickelt um diesen Nachteil zu korrigieren. Neugierig geworden wie die Lösung aussieht? Dann kommen Sie zur 18. Nachwuchswissenschaftlerkonferenz am 31.05.2017 in Mittweida.
Weiterführende Links und Quellen:
OncoRay – National Center for Radiation Research in Oncology
Text: David Weinberger
Foto: HZDR, Helmut Hammer