Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Albstadt-Sigmaringen, Institut für in vitro Testsysteme (InViTe) durchgeführt. Das vorrangige wissenschaftliche Anliegen des Projektes ist es, zu einem besseren Verständnis der Strahlenwirkung auf die pränatale Entwicklung des Nervensystems des Menschen beizutragen und die Abschätzung des Strahlenrisikos zu präzisieren. Als In-vitro Modell sollen humane embryonale Stammzellen verwendet werden. hES-Zellen sollen zu Nervengewebe differenziert werden und vor und während des Differenzierungsprozesses mit dünn ionisierender Röntgenstrahlung und dicht ionisierender Teilchenstrahlung (Kohlenstoffionen) bestrahlt werden und anschließend die Folgen der Exposition mit zellbiologischen, zytogenetischen und molekularbiologischen Methoden umfassend analysiert werden. Als weiterer Schwerpunkt soll die Strahlenreaktion schon differenzierter Zellen untersucht werden. Dafür werden hES-Zellen in vitro zu Nervengewebe differenziert und anschließend bestrahlt. Es sollen auch elektrophysiologische Methoden angewendet werden, um die Funktionalität der Zellen zu überprüfen (AP3).
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aschaffenburg, Fakultät Ingenieurwissenschaften durchgeführt. Das vorrangige wissenschaftliche Anliegen des Projektes ist es, zu einem besseren Verständnis der Strahlenwirkung auf die pränatale Entwicklung des Menschen beizutragen und die Abschätzung des Strahlenrisikos zu präzisieren. Als In-vitroModell sollen humane embryonale Stammzellen verwendet werden. Im geplanten Forschungsvorhaben soll dabei die Wirkung von dünn ionisierender Röntgenstrahlung und dicht ionisierender Teilchenstrahlung (Kohlenstoffionen) in Abhängigkeit von der Dosis untersucht werden. Hierzu werden modernste zell- und molekularbiologische sowie elektrophysiologische Techniken eingesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Untersuchung der Wirkung von Röntgen- und Ionenstrahlen auf pluripotente und differenzierte hES-Zellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH durchgeführt. Das wissenschaftliche Anliegen des Projektes ist es, zu einem besseren Verständnis der der Wirkung von dünn und dicht ionisierender Strahlung (d.h. Röntgenstrahlung und Teilchenstrahlen) auf die frühe pränatale Entwicklung des Menschen (Präimplantationsphase, beginnende Organbildung) beizutragen und die Abschätzung des Strahlenrisikos zu präzisieren. Derzeit basiert die Risikoabschätzung für diese frühe Phase der Schwangerschaft ausschließlich auf tierexperimentellen Daten. Im Forschungsvorhaben sollen daher humane embryonale Stammzellen als Modellsystem verwendet werden. Zunächst soll die Strahlenreaktion der pluripotenten Zellen sowie ihre Differenzierungsfähigkeit in kardiale Zelltypen untersucht werden. Neben zellbiologischen, zytogenetischen und molekularbiologischen Methoden sollen auch elektrophysiologische Messungen durchgeführt werden, um die elektrische und mechanische Funktionalität der gebildeten Kardiomyozyten zu überprüfen. Weiterhin ist geplant, die Strahlenreaktion von differenzierten Zellen (d.h. Kardiomyozyten) zu untersuchen. Das zweite wesentliche Ziel des Projektes ist es, den Nachwuchs zu fördern und so zum Kompetenzerhalt in der Strahlenforschung beizutragen.
Das Projekt "Cellular and molecular studies on radiation quality: a comparison between genetically relevant radiation damage and cell inactivation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Schwerionenforschung durchgeführt. Objective: The proposed experiments aim to gain more insight into the biological efficiency of lighter ions at different biological levels for the induction and repair of DNA strand breaks in both chromosomal and plasmid DNA. General Information: Description of research work. In the last ten years, heavy charged particles have been used in radiobiological experiments more extensively than before. This development has basically two reasons: the increasing use of these particles in radiotherapy and radioprotection problems of manned space flights. In radiotherapy, approximately ten thousand patients have been treated with charged particles (mostly protons) with extraordinary success. Because of the better dose distribution and the increased relative biological efficiency at the end of the particle range, a strong trend is visible toward a treatment with heavier ions (e.g. carbon or neon ions). In manned space flights outside the shielding of the magnetosphere of the earth which are proposed by NASA and ESA, the heavy component of cosmic radiation pose a major risk for the health of the astronauts. In the case of the solar flare, lethal doses of protons can be reached even in short excursions outside the space craft. For long term space flights the risk of cancer induction is also important because the highly energetic heavy ions cannot be shielded very efficiently by the spacecraft and the radiation risk accumulates with time (i.e. over the duration of the flight). In both cases, radiotherapy and radioprotection in space, more information is needed on the inactivation process caused by the particle radiation where the data for lighter ions are scarce. But almost no information exists on the genetic risk caused by heavy charged particles. In addition, no theoretical approach exists which allows calculation of the biological effects with sufficient accuracy. Also the molecular nature of the very slowly restoring breaks has not been explored. In order to gain more molecular information, DNA damage of genetically well known plasmid sequences inserted in mammalian cells should be studied in greater detail, and new methods in gene technology should be used to analyse induced DNA damage. In the proposed experiments both approaches will be started and used to analyze the complexity of particle induced DNA damage. In summary, the radiobiological effects of charged particles like protons or heavier ions are of great importance for the development of heavy particle radiotherapy as well as for the estimation of the radiation risk in manned space flights. Because a unique theory of the RBE does not exist up to now, the radiobiological effects of the particle radiation have to be measured in detail. ... Prime Contractor: Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH; Darmstadt; Germany.
Das Projekt "IngenieurNachwuchs2014: LeiTransSol - Leistungstransistoren für Solarumrichter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Jena, Fachbereich SciTec, Präzision - Optik - Materialien - Umwelt durchgeführt. Kosmische Höhenstrahlung ist in der Lage, Halbleiterbauelemente in ihrer Funktion zu beeinträchtigen oder zu zerstören. Diese Teilchenstrahlung kann prinzipiell nicht abgeschirmt werden. Im Projekt 'LeiTransSol' soll eine neue Methode zur Evaluierung von Leistungstransistoren hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit auf kosmische Höhenstrahlung erforscht werden. Ziel ist es, durch Ionenimplantation Höhenstrahlungsereignisse experimentell zu simulieren. Es soll insbesondere der für PV Anlagen wichtige Einfluss der Umgebungstemperatur erstmals Berücksichtigung finden. Neue Ansätze zur Verbesserung von Leistungstransistoren und Wechselrichtern werden erwartet. An der Ernst-Abbe-Fachhochschule Jena wird in enger Kooperation mit der Industrie (Infineon AG, SMA AG, ISLE GmbH) und der BW-Universität Neubiberg eine Forschungsgruppe entstehen. In der ersten Projektphase 'Vorbereitung' wird ein Bestrahlungsplatz für die Implantation von Einzelionen an der SNAKE Beamline der BW-Universität aufgebaut und getestet. Die Grundlagen für die Halbleiterbauelementsimulation werden aufgebaut. In den beiden folgenden Phasen 'Methodenentwicklung' und 'Dynamische Tests' werden Bauelemente in verschiedenen Betriebszuständen bestrahlt, analysiert (Labore bei Projektpartner ISLE, Infineon) und die Ergebnisse in die Modellbildung zur Verbesserung von SJ-B, sowie Wechselrichtern integriert. Alle Experimente werden durch Bauelementsimulationen vor- und nachbereitet.