VON DER GRUNDLAGENFORSCHUNG ZUR ANWENDUNG
Anwendungen der Forschung mit Ionenstrahlen
Aus der anfangs grundlagenorientierten Untersuchung von Ion-Materie-Wechselwirkungsprozessen
sind inzwischen einige vielversprechende Anwendungen hervorgegangen. Das
wohl markanteste Beispiel bei GSI ist die Entwicklung einer neuen Tumortherapie
mit Ionenstrahlen, die gegenwärtig in klinischen Studien mit guten Erfolgen
erprobt wird.
Auch von dem neuen Projekt FAIR versprechen sich die Wissenschaftler wichtige
Impulse für technische Neuentwicklungen und Anwendungen. Aus heutiger Sicht
sind hierfür erkennbar:
Neue Sonden und Techniken für die Festkörperphysik und Materialforschung
Radioaktive Atome werden mit großem Erfolg als Sonden eingesetzt, um Materialeigenschaften
oder Prozessabläufe zu untersuchen. Das geplante Beschleunigerzentrum wird
für derartige Studien neue radioaktive Sonden erschließen und bei Bedarf
als isotopenreine Sekundärstrahlen bereitstellen. Darüber hinaus ergeben
sich aus der hohen Energie der Sekundärstrahlen neuartige Möglichkeiten.
So kann man die Sonden durch dicke Wandungen hindurch beispielsweise in
Hochdruckzellen implantieren und auf diese Weise Materialeigenschaften unter
extremen Bedingungen studieren.
Strahlenbiologische Risikoabschätzungen für bemannte Raummissionen
Bei bemannten Raummissionen, insbesondere den geplanten Langzeitflügen zum
Mars, sind die Astronauten hohen Strahlenbelastungen ausgesetzt. Bisher
weiß man nur wenig über den strahlenbiologischen Effekt der hochenergetischen
Komponente der kosmischen Strahlung. Auch wenn die Teilchenflüsse bei diesen
hohen Energien drastisch zurückgehen, so können doch Sekundärreaktionen
in den Raumschiffwänden und daraus resultierende Teilchenschauer zu einem
merklichen Beitrag zur Gesamtbelastung führen. Die neuen Anlage erlaubt
es, diese Effekte eingehend zu untersuchen und
das daraus entstehende Risiko für die Astronauten abschätzen.
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Testapparaturen für Satelliten oder Raumschiffkomponenten
Ebenso wie die Astronauten, so sind auch empfindliche technische Komponenten
in Satelliten und Raumschiffen der kosmischen Strahlung ausgesetzt. Dies
kann in elektronischen Chips zu Informationsverfälschungen oder dauerhaften
Schäden führen und im Extremfall die gesamte Mission gefährden. Beschleunigeranlagen
ermöglichen es, den Einfluss der kosmischen Strahlung zu untersuchen.
Speziell bei FAIR geht es darum, nicht nur einzelne Komponenten,
sondern ganze Systeme bis hin zu Satelliten oder Raumschiffkomponenten in
dem gesamten relevanten Energiebereich der kosmischen Strahlung zu überprüfen.
Vorstudien zur Erzeugung von Fusionsplasmen über Trägheitseinschluss
Die hochintensiven Ionenpulse aus der geplanten Anlage ermöglichen
es den Wissenschaftlern, heiße dichte Plasmen zu erzeugen. Neben der Grundlagenforschung
gibt es dabei auch ein langfristiges Anwendungsinteresse. Denn diese Forschung
kann unter Umständen neue Wege aufzeigen, die Fusion von Wasserstoff zu
Helium im Labor zu realisieren und in fernerer Zukunft für die Energieversorgung
zu nutzen. Das FAIR-Projekt eröffnet zusammen mit dem gegenwärtig bei GSI
installierten Hochenergie/Hochleistungslaser PHELIX ideale Experimentierbedingungen
für die Erforschung der physikalischen Grundlagen der Trägheitsfusion. |
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GSI Helmholtzzentrum für 
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