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Neue Masterclass für Schüler zum Thema Partikeltherapie

Bild: GSI

Screenshot matRad

 

22.05.2019

Im April fand eine Pilot-Masterclass zur Partikeltherapie bei GSI und FAIR sowie im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg und im europäischen Forschungszentrum CERN in Genf, Schweiz, statt. Schulkinder in der Altersgruppe von 12 bis 17 Jahren waren eingeladen, einen Tag lang in die Welt der Wissenschaftler einzutauchen. Am Ende der Veranstaltung nahmen sie an einer gemeinsamen Videokonferenz teil, um ihre Erfahrungen auszutauschen und ihre Ergebnisse in einer praxisorientierten Sitzung zu diskutieren, so wie es internationale wissenschaftliche Kooperationen tun.

Diese neue Masterclass wurde vorgeschlagen, um das Programm der etablierten International Physics Masterclasses (IMC) zu erweitern, einer Bildungsinitiative und einem Vorzeigeprojekt der International Particle Physics Outreach Group (IPPOG). Das Programm richtet sich derzeit an ca. 15.000 Schulkinder auf der ganzen Welt mit rund 225 Instituten aus 55 Teilnehmerländern im Jahr 2018. Ziel der Pilot-Masterclass war es, das Interesse der Schülerinnen und Schüler am Thema Partikeltherapie auszuloten und Feedback von den Teilnehmenden zu erhalten, bevor sie das neue Paket dem IMC Steering Committee während des Frühjahrsmeetings der IPPOG im Mai bei FAIR und GSI vorstellen. Konkret wurde das Thema dieser neuen Masterclass gewählt, um den Nutzen der Grundlagenforschung für die Gesellschaft hervorzuheben, wobei der Schwerpunkt auf medizinischen Anwendungen und verwandten Fragestellungen liegt. Die Masterclass zur Partikeltherapie ermöglicht es den Teilnehmenden, die aktuellen Techniken der Forschung zur Behandlung von Krebstumoren mit Röntgenstrahlen, Protonen oder Kohlenstoffionen auf realistische Weise kennenzulernen. In dieser Masterclass wurde das vom DKFZ entwickelte professionelle Forschungssoftware-Toolkit matRad eingesetzt.

Die Alpha-Testphase des Programms wurde bei GSI im Februar 2019 durchgeführt, die Kommentare der Schülerinnen und Schüler wurden in der nächsten Version des Programms umgesetzt. Anschließend organisierten die beteiligten Institute nach dem Muster eines typischen Masterclass-Tages die lokalen Details der Veranstaltung mit den Schulen ihrer Region und erarbeiteten einen Plan für die Präsentation der Ergebnisse und Diskussionen während der gemeinsamen Videokonferenz am Ende der praktischen Sitzung. Jedes Institut passte das genaue Programm der Masterclass an die lokalen Bedürfnisse an, z.B. Sprache oder Programmdetails, um es für die Teilnehmer so attraktiv wie möglich zu gestalten. Kommentare der Teilnehmenden sowie von beobachteten Doktoranden und Wissenschaftlern wurden aufgenommen und werden beim Übergang des Projekts in die nächste Phase berücksichtigt.

Während der Diskussion der Ergebnisse auf der Videokonferenz waren die Begeisterung und das Interesse der Schülerinnen und Schüler sowie ihr Verständnis für die vorgestellten Themen offensichtlich. Die lokalen Organisatoren, die an der Vorbereitung und Durchführung der Veranstaltung in allen drei Instituten mitgewirkt haben, äußerten ihre Zufriedenheit, aber auch ihre Motivation und ihr Engagement, die Veranstaltung fortzusetzen. Die Teamarbeit unter den Kollegen aller drei Institute trägt dazu bei, den wissenschaftlichen Nachwuchs heranzuziehen, aber auch die Bindung der beteiligten Institute an das Projekt zu stärken.

Die erfolgreiche Pilotveranstaltung hat ein Fundament geschaffen, und bereits mehrere andere Institute haben ihr Interesse bekundet, sich dem Projekt anzuschließen. Neben seiner Wirkung im Rahmen der IMCs verfügt es über ein großes Potenzial, das erkundet und genutzt werden kann, um das Bewusstsein der Öffentlichkeit zu schärfen, Interesse zu wecken, die nächste Generation von Wissenschaftlern zu gewinnen, die Aus- und Weiterbildung in verwandten Bereichen zu fördern und den Nutzen der Wissenschaft und des internationalen Kooperationsgeistes für die Gesellschaft deutlich zu machen.

Es ist kein Zufall, dass die am Pilotprojekt Beteiligten sowohl führende Institute der Grundlagenforschung sind, als auch bekannt für wichtige Beiträge im Bereich der medizinischen Anwendungen. Bei GSI, wo für die Therapie mit Kohlenstoff-Ionen gegen Krebs in den 90er Jahren Pionierarbeit geleistet wurde, hatten die Teilnehmer die Möglichkeit, die medizinische Behandlungsanlage zu besuchen, in der ca. 450 Patienten erstmals behandelt wurden. In Heidelberg wirkte sich ein Besuch des nach den Forschungsergebnissen von GSI errichteten Ionenstrahl-Therapiezentrums HIT besonders aus, wo die Teilnehmenden an der beeindruckenden Gantry ein Gruppenfoto machten. Am CERN waren die Teilnehmer begeistert vom Besuch des Antiprotonen-Decelerators und lernten Antimaterie und deren Einsatz in PET-Scannern kennen. Sie wurden auch darüber informiert, dass das CERN die Heimat der Open-Source-Designstudie für Partikeltherapieanlagen (PIMMS) war, die die Grundlage für den Bau von zwei Therapiezentren in Europa wurde, CNAO in Italien und MedAustron in Österreich. Es war nur natürlich, ihre Frage "Was nun?" zu hören.

Insgesamt verlief die Veranstaltung sehr erfolgreich und wurde von den Schülerinen und Schülern, ihren Lehrkräften und den Familien sehr positiv beurteilt. (yf/cp)

Weitere Informationen:

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Screenshot matRad
Screenshot einer Behandlungsplanung aus der in der Therapie-Masterclass verwendeten professionellen Planungssoftware matRad.
Bild: GSI