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K1 beim HIT 2016

Besichtigung des HIT (Heidelberger Ionenstrahltherapiezentrum)2016_K1_Phy_HIT


Dass Physik spannend und interessant ist, ist sowieso klar, dass sie auch hilft, unsere Gesellschaft zu verbessern und Krankheiten zu heilen, haben die Physiker der Kursstufe 1 erfahren. Pünktlich um 8 Uhr morgens ging es los nach Heidelberg, ins HIT (Heidelberger Ionenstrahltherapiezentrum), in dem hauptsächlich Patienten mit inoperablen Tumoren behandelt werden.
Dort wurden wir von Nils Gählert, einem ehemaligen Schüler von Herrn Hoffmann begrüßt und erhielten zunächst einen allgemeinen Überblick über das HIT. Da die Anlage an diesem Tag außer Betrieb war, ging es schon kurze Zeit später in ihr Inneres, wo wir die Ionenquelle, den Beschleuniger und auch die Behandlungsräume besichtigen konnten.

An der Ionenquelle erfuhren wir, dass hauptsächlich Wasserstoff- und Kohlenstoff-Ionen verwendet werden, die zunächst in einem 5m langen Linearbeschleuniger auf etwa 10% der Lichtgeschwindigkeit (30 000km pro sec) beschleunigt werden. Da diese Geschwindigkeit für die Therapie bei weitem nicht ausreicht, wird den Ionen in einem Ringbeschleuniger (Synchrotron) weitere Energie zugeführt, wobei sie bis zu 70% der Lichtgeschwindigkeit (also etwa 210 000 km pro sec) erreichen. Beschleunigt werden die Ionen dabei durch elektrische Felder und durch extrem starke Magnete „auf Kurs" gehalten.
Haben die Ionen dann die für den Patienten passende Energie, werden sie in einen der Behandlungsräume geführt. Dort werden die Patienten mit ihren Liegen von einem Roboter genauestens positioniert, damit der Ionenstrahl genau den Tumor trifft und dort (und nur dort) seine Energie abgibt.

Neben diesen Behandlungsräumen gibt es noch den Gantry-Raum. Dort ist es möglich, den Patienten von jedem beliebigen Winkel aus zu bestrahlen. Was zunächst einfach klingt, erfordert jedoch enormen Aufwand. Da der Patient oft nicht gedreht werden kann, dreht sich dafür die gesamte Strahlkonstruktion um ihn: eine 25m lange, 15m durchmessende Strahlkonstruktion von nicht weniger als 660t Gewicht! Da die Gantry dabei mit einer Genauigkeit von Millimeterbruchteilen gesteuert werden muss, kann sie mit Recht als technisches Wunderwerk bezeichnet werden.

Der große Vorteil der im HIT verwendeten Ionenstrahlung gegenüber herkömmlichen Strahlentherapien liegt daher auch in ihrer Genauigkeit. Die verwendeten Ionen können so positioniert werden, dass sie nur den Tumor treffen, ohne das umliegende Gewebe zu schädigen, was beispielsweise bei Hirntumoren, die in der Nähe wichtiger Nervenstränge liegen, von enormer Bedeutung ist.

Nach dieser eindrucksvollen Führung mit vielen interessanten und lehrreichen Einblicken in die physikalischen Hintergründe der Strahlentherapie machten wir uns auf den Rückweg zum PGW, nicht ohne einen Abstecher ins Kirchhoff Institut für Physik zu machen und am dort positionierten Foucault'schen Pendel den Beweis zu erhalten, dass die Erde sich tatsächlich dreht.

Wir danken Nils Gählert für die spannende Führung!