Das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum ist weltweit die erste Anlage mit einer um 360° drehbaren Bestrahlungsquelle. (Bild: Universitätsklinikum Heidelberg, vgl. S. 35)
Physik Journal 6 / 2019
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Brennpunkt
Ins Schwarze gesehen
Erstmals ist es gelungen, den Schatten eines Schwarzen Lochs abzubilden.
Supersolide dipolare Quantengase
Drei Experimente zeigen, dass ultrakalte Gase aus magnetischen Atomen kristallisieren und reibungsfrei fließen können.
Bildung und Beruf
„Physiker sind die Allzweckwaffe.“
Seit anderthalb Jahren ist die promovierte Physikerin Judith Wild beim Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik in Bonn als Referentin tätig.
Aus Interesse für Astronomie studierte Dr. Judith Wild (33) an der Universität Bonn Physik mit Nebenfach Astronomie. In Diplom- und Doktorarbeit spezialisierte sie sich auf die Medizinphysik. Während der Promotion bekam die junge Physikerin zwei Kinder und suchte anschließend einen Job mit Perspektive in der Region Bonn. So bewarb sie sich beim Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), wo sie seit Ende 2017 als Referentin im Bereich Prüfsysteme für hoheitliche Dokumente arbeitet.
Wie kamen Sie auf das BSI?
Für mich gab es an der Uni aufgrund der befristeten Arbeitsverträge keine Zukunft. Auf das BSI wurde ich durch einen ehemaligen Kommilitonen aufmerksam, der dort angefangen hatte. Daraufhin habe ich mir die Stellenausschreibungen angeschaut und mich beworben.
Offenbar mit Erfolg.
Ich habe eine Stelle als Referentin in einem Bereich bekommen, in dem ich mit Grenzkontrolle zu tun habe.
Das ist thematisch ja etwas völlig Neues.
Ich habe in den ersten Wochen tatsächlich nicht viel verstanden – trotz des naturwissenschaftlichen Umfelds. In viele Themen habe ich mich neu einarbeiten müssen, beispielsweise in Datenbankanalyse und deren Programmierung. (...)
Streifzug
Lehre
Neuen Experimenten auf der Spur
Über die Arbeit der Lehrmittelkommission
Nur innovative Experimente erlauben es, in der Schule und in Bachelor-Studiengängen ein modernes Bild der Physik und ihrer Rolle bei der Realisierung neuer Technologien zu vermitteln. Ziel der Lehrmittelkommission ist es, neue Lehrmittel oder Experimentideen, die an einzelnen Einrichtungen entstanden sind, der Allgemeinheit vorzustellen, zu diskutieren, auszuprobieren, weiterzuentwickeln und damit für alle nutzbar zu machen.
Experimente zielen darauf ab, Hypothesen zu bestätigen. Dies kann mitunter sehr lange dauern, wie die Nachweise des Higgs-Teilchens und der Gravitationswellen gezeigt haben. Experimentieren gilt es zu erlernen – und es erfordert viel Fleiß, Ausdauer, Kreativität, Planung und Objektivität. Die grundlegende experimentelle Ausbildung angehender Physiker findet in den physikalischen Praktika statt. Diese erlauben es, zahlreiche Lernziele zu erreichen sowie auch soziale Kompetenzen zu erlernen [1].
Die rasante Technologieentwicklung der letzten Jahrzehnte, nicht zuletzt auf Basis physikalischer Forschungsergebnisse und ihrer ingenieurtechnischen Umsetzung, muss Konsequenzen für die Gestaltung der Physikpraktika sowie des Physik- und Technikunterrichts haben. Die Studierenden möchten in den Praktika Technologien nutzen, die sie aus dem Alltag kennen, beispielsweise moderne Lichtquellen, Sensoren, Computer sowie Mikrocontroller oder Smartphones [2].
Überblick
Hadronen gegen Krebs
Das Potenzial der Strahlentherapie mit Hadronen ist längst noch nicht ausgeschöpft.
2018 wurden weltweit etwa 18 Millionen neue Krebspatienten und über 9 Millionen krebsbedingte Todesfälle registriert. Diese Zahlen dürften aufgrund der alternden Bevölkerung weiter steigen. Mittels onkologischer Behandlungsmöglichkeiten lässt sich derzeit etwa die Hälfte der Patienten heilen. In rund 50 Prozent aller Krebsfälle kommt die Strahlentherapie, meist mit hochenergetischen Photonen, zum Einsatz. Doch Protonen und Kohlenstoffionen bieten physikalische und biologische Vorteile bei der Bestrahlung.
Ziel der Strahlentherapie ist es, die Tumorzellen abzutöten – bei möglichst geringer Strahlenbelastung des gesunden Gewebes. Schwierig ist dies bei inoperablen, tiefsitzenden Tumoren, die in unmittelbarer Nähe strahlenempfindlicher Organe wachsen. In einem solchen Fall gilt es, die abgegebene Dosis sehr genau räumlich anzupassen, um den Primärtumor erfolgreich abzutöten, ohne die Funktion des Umgebungsgewebes und insbesondere benachbarter Risikoorgane zu beeinträchtigen. Dies verringert auch das Risiko, Sekundärtumore zu induzieren, was vor allem bei jungen Patienten wichtig ist.
In den vergangenen Jahrzehnten gelang es, die Genauigkeit der Strahlentherapie durch technologische Entwicklungen deutlich zu verbessern. Computergestützte Diagnoseverfahren trugen dazu bei, den Tumor besser zu lokalisieren. Zudem hat die so genannte inverse Bestrahlungsplanung mit intensitätsmodulierter und bildgeführter Dosisapplikation die tägliche Praxis der Strahlentherapie erheblich verbessert [1]. (...)