Description: Wirkmechanismen schwacher magnetischer Felder auf molekularer Ebene Für die Bewertung der gesundheitlichen Relevanz schwacher Magnetfelder ist die Analyse eines kausalen Zusammenhangs zwischen der Exposition gegenüber derartigen Feldern und physikalischen Wirkungen auf Biomoleküle und chemische Reaktionen von zentraler Wichtigkeit. Mit Hilfe moderner high performance computing Methoden wird die Langzeitdynamik von Proteinen und Modellpeptiden unter dem Einfluss elektromagnetischer Felder untersucht. Worum geht es? Für die Bewertung der gesundheitlichen Relevanz schwacher Magnetfelder ist die Analyse eines kausalen Zusammenhangs zwischen der Exposition gegenüber derartigen Feldern und physikalischen Wirkungen auf Biomoleküle und chemische Reaktionen von zentraler Wichtigkeit. Aufgrund der hohen Komplexität und Stochastizität der zugrunde liegenden biochemischen Systeme und ihren Umgebungen ist ihre Langzeitdynamik wenn überhaupt nur durch aufwändige Simulationen zugänglich. Gibt es Mechanismen, die unabhängig vom allgegenwärtigen thermischen Rauschen wirken? Welche Rolle spielen dabei Quanteneffekte? Der Schwerpunkt dieses Themenfeldes ist die Modellierung der Wirkung elektromagnetischer Felder auf biologisch relevante molekulare Systeme und deren Reaktionen. Wie ist die Ausgangssituation? Elektromagnetische Felder üben Kräfte auf geladene Teilchen und geladene Komponenten in Molekülen wie Proteinen aus. Für Feldstärken im Bereich der Grenzwerte und darunter sind diese Wirkungen im Vergleich zur thermischen Bewegung bei Raumtemperatur sehr gering. Bei großen, biologisch wichtigen Molekülen kann nicht ausgeschlossen werden, dass durch kollektive Effekte oder Resonanzphänomene die komplexe Energielandschaft des Systems auf subtile Weise verändert wird. Quantenmechanische Wirkungen wie die Spin- Magnetfeld -Wechselwirkung im Radikalpaar-Mechanismus existieren unabhängig von thermischen Effekten und können zur Veränderung chemischer Reaktionen in biologischen Systemen führen. Die Relevanz dieser Effekte für den Strahlenschutz ist eine offene Fragestellung. Sowohl das physikalische Verständnis der beteiligten Effekte als auch die Abschätzung der Effektstärken bei niedrigen Feldstärken ist nicht abschließend geklärt. Welche Ziele hat das Forschungsvorhaben des BfS ? Mit Hilfe moderner high performance computing Methoden wird die Langzeitdynamik von Proteinen und Modellpeptiden unter dem Einfluss elektromagnetischer Felder untersucht. Ziel ist die Analyse von Feldstärkeschranken, unter welchen Wirkungen auf die komplexe Struktur solcher Moleküle ausgeschlossen werden können. Des Weiteren wird die Relevanz quantenmechanischer Phänomene, wie dem Radikalpaar-Mechanismus, für den Strahlenschutz untersucht. Stand: 06.12.2023
Origin: /Bund/BfS/Website
Tags: Gesundheitliche Auswirkungen ? Strahlenschutz ? Kausalzusammenhang ? Elektromagnetisches Feld ? Modellierung ? Forschungsprojekt ? Chemische Reaktion ? Magnetismus ? Grenzwert ? Partikel ?
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Language: Deutsch
Issued: 2023-12-06
Time ranges: 2023-12-06 - 2023-12-06
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