Berichte + Publikationen Eine Auswahl - Helmholtz Zentrum München

mensch+umwelt
Informationen aus dem GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
in der Helmholtz-Gemeinschaft Heft 3 / Dezember 2005
Unter Beschuss
Beschleuniger offenbart Bestandteile
60 Jahre nach der Bombe
SOUL im Südural
Oberflächliche Unterschiede
Rechnen gegen Rauschen
Autumn Lecture 2005
Paula und Richard von Hertwig-Preis
Geschwärzter Film
Gefahr durch naturnahes Wohnen
Gesund statt strahlend
Neutronendetektor auf der Zugspitze
misst kosmische Strahlung

Liebe Leserinnen, liebe Leser
sehr guten Weg, auf dem sich die GSF befindet,
konsequent fortsetzen und auf Basis der ra-
✍Den
santen wissenschaftlichen Entwicklung die nächste
Stufe erreichen“, lautet die Maxime von Prof. Dr. Günter
Wess. Seit November ist Wess amtierender Wissenschaftlich-Technischer
Geschäftsführer der GSF.
Der habilitierte Chemiker und Pharmaforscher kommt aus
Frankfurt, wo er neben einer Reihe weltweiter Aufgaben
Forschung und Entwicklung der sanofi-aventis-Gruppe am
Standort Deutschland leitete und Mitglied der Geschäftsführung
von Aventis Deutschland war. Bei der GSF tritt er
die Nachfolge von Prof. Dr. Dr. Ernst-Günter Afting an, der
nach zehn Jahren an der Spitze des größten auf Umwelt
und Gesundheit spezialisierten deutschen Forschungszentrums
in den Ruhestand wechselt. Afting hatte 1995
die wissenschaftliche Leitung
Impressum:
Herausgeber:
GSF – Forschungszentrum für
Umwelt und Gesundheit GmbH
in der Helmholtz-Gemeinschaft
Redaktion:
Sonja Duggen, Cordula Klemm,
Michael van den Heuvel, Heinz-
Jörg Haury, GSF-Öffentlichkeitsarbeit,
Neuherberg,
Ingolstädter Landstraße 1,
85764 Neuherberg,
Telefon: (089) 3187 - 2804
unter Mitarbeit von
Monika Wiedemann und
Brigitte Schmid
E-Mail: oea@gsf.de
World Wide Web:
http://www.gsf.de/Aktuelles/
mensch+umwelt/
Fotos und Zeichnungen:
Bernd Müller, A. M. Kellerer,
Aihara, Hidetsguru, Heinz-Jörg
Haury, Nick Bougrov, Albrecht
Wieser, Jochen Tschiersch,
Christoph Hoeschen, Siemens
Med Archiv – Medical Solutions
Archives, Ursula Baumgart,
Michael van den Heuvel,
Katharina Schneider, Wolfgang
Schultz, Vladimir Mares
Titelbild:
Herrmann Halder, Institut für
Strahlenschutz, bereitet den
„Van de Graaff“ für seine nächste
Aufgabe vor. Je nach Einstellung
lassen sich mithilfe des Beschleunigers
verschiedenste
Medien untersuchen: Der Apparat
beschleunigt Ionen, die dann
auf die zu untersuchende Probe
gelenkt werden. Das entstehende
Signal verrät die Zusammensetzung
der Probe.
Foto: Bernd Müller
Layout:
Karl-Heinz Krapf
Belichtung und Druck:
Gerber + Ulleweit
Gedruckt auf Recyclingpapier
Mensch+Umwelt erscheint dreimal
jährlich. Der Bezug ist kostenlos.
Auszüge aus diesem Heft dürfen ohne
jede weitere Genehmigung wiedergegeben
werden, vorausgesetzt,
dass bei der Veröffentlichung die
GSF genannt wird. Um ein Belegexemplar
wird gebeten. Alle übrigen
Rechte bleiben vorbehalten.
ISSN 0949-0671
der GSF ebenfalls nach langjähriger
Tätigkeit in Leitungsfunktionen
der pharmazeutischen
Forschung übernommen.
Unter Aftings Führung
baute die GSF ihre Kapazitäten
für biomedizinische und
genetische Ansätze in der
Umwelt- und Gesundheitsforschung
massiv aus und entwickelte
neue Wege für den
Ergebnistransfer. Seinem
Nachfolger hinterlässt Afting
eine leistungsstarke Forschungsstätte,
deren Arbeiten
unverzichtbarer Bestandteil
der Helmholtz-Programme
sind und im Ergebnis den internationalen
Vergleich nicht
scheuen brauchen.
Von der „Vielfalt der wissenschaftlichen
Themen und der
Qualität der Arbeiten“ in seinem
neuen Verantwortungsbereich
zeigt sich Wess beein-
„Das Profil als Zentrum für Umwelt und Gesundheit
weiter schärfen“: Prof. Dr. Günter Wess ist neuer
Wissenschaftlich-Technischer Geschäftsführer der GSF.
Foto: Bernd Müller
druckt. Die Institute in der Breite ihres Arbeitsspektrums
kennen zu lernen und den Dialog mit den Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftlern zu führen, ist momentan
einer seiner Prioritäten. Wess ist während seiner gesamten
beruflichen Laufbahn in der Industrie immer auch ein
Mann der Wissenschaft geblieben. An der Universität
Mainz habilitiert, hat er seit mehreren Jahren eine Honorarprofessur
an der Universität Frankfurt inne und ist
Mitglied des Hochschulrates. Er gehört dem Lenkungsgremium
des Nationalen Genomforschungsnetzes an und
veröffentlicht in angesehenen Fachpublikationen.
Eine mögliche Weichenstellung für die GSF kommentiert
Wess: „Die Exzellenz der Institute steht außer Frage. Die
Institute sind die Basis für unsere gemeinsamen Anstrengungen
in den Helmholtz-Programmen“. Für die nähere
Zukunft hat Wess sich vorgenommen, „unser Profil als
Zentrum für Umwelt und Gesundheit innerhalb und außerhalb
der Helmholtz-Gemeinschaft weiter zu schärfen“.
Redaktion mensch+umwelt
Das GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit konzentriert seine Arbeiten
auf eine der wichtigsten Fragen unserer Gesellschaft, der Gesundheit des Menschen in
seiner Umwelt. Ziel ist es, Risiken für die menschliche Gesundheit durch Umweltfaktoren
zu erkennen, Mechanismen der Krankheitsentstehung zu entschlüsseln sowie Konzepte
zu entwickeln, um die Gesundheit des Menschen und seine natürlichen Lebensgrundlagen
auch für die Zukunft zu schützen.
Der GSF gehören rund 1600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an. Das Gesamtbudget
beträgt 164 Millionen Euro. Als Forschungseinrichtung des Bundes und des Freistaates
Bayern mit Sitz in Neuherberg, im Norden Münchens, ist die GSF Mitglied der Helmholtz-
Gemeinschaft, der größten öffentlichen Forschungsorganisation Deutschlands.

Unter Beschuss
Beschleuniger offenbart Bestandteile
Im technischen Bereich schreitet die Zeit rasch voran,
schnell sind Apparate und Verfahren veraltet. Doch
manchmal kann ein Fossil mit der Moderne Schritt
halten, wie der Van-de-Graaff-Beschleuniger im GSF-Institut
für Strahlenschutz: Seit 40 Jahren arbeitet dort der
nach dem amerikanischen Physiker Robert J. Van de
Graaff – kurz Van de Graaff – benannte Apparat unermüdlich
und zuverlässig. Als Elektronenbeschleuniger entwickelt
weckte das Drei-Millionen-Volt-Gerät schnell das
Interesse der Neutronenforscher. „Deshalb wurde bereits
1972 der Beschleuniger auch für den positiven Betrieb
aufgerüstet“, berichtet Dr. Wilfried Szymczak, kommissarischer
Leiter der Gruppe Umwelt-Nanoanalytik. Höhepunkt
der Neutronenexperimente, für die eine zwölf mal
zwölf Meter große Experimentierhalle angebaut wurde,
war das europäische Vergleichsprogramm für Neutronendosimeter,
ENDIP (1975).
■ Das Prinzip der Arbeitsweise des Van de Graaff erläutert
der zuständige Physiker, Norbert Menzel: „Beschleuniger
erzeugen schnelle, geladene Teilchen. Zunächst
muss man atomare Teilchen in einer so genannten Ionenquelle
laden, also in Ionen umwandeln. Dann werden sie
einem Spannungsgefälle ausgesetzt, und die dadurch
einwirkende elektrische Kraft beschleunigt sie auf hohe
Geschwindigkeiten.“ Lenkt man diese schnellen, energiereichen
Ionen auf eine Probe, so dringen sie in diese ein
und es finden zahlreiche Wechselwirkungen mit den hier
vorhandenen Atomen statt. Das entstehende Signal enthält
die gewünschte Information über die Zusammensetzung
der Probe.
■ In den vergangenen 15 Jahren hat die Arbeitsgruppe
den Van de Graaff vor allem für die PIXE-Methode, die
„Proton Induced X-Ray Emission-Analysis“, genutzt. Hier
besteht der Ionenstrahl aus Protonen, also Kernen von
Wasserstoffatomen. Ihr Auftreffen auf die Probe führt in
Gepflegtes Wirrwarr: Regelmäßig
überprüft Herrmann
Halder, Institut für Strahlenschutz,
die Funktionstüchtigkeit
verschiedenster Komponenten,
die für den Transport des Ionenstrahls
im Vakuumrohr vom Beschleuniger
zur Probenkammer
notwendig sind.
Foto: Bernd Müller
Eva Schneider-Kracke, technische Assistentin, im Kontrollraum
des Van-de-Graaff-Beschleunigers beim täglichen
„Durchfädeln“ des Teilchenstrahls vom Beschleuniger bis
zur 17 Meter entfernten Probenkammer. Foto: Bernd Müller
der Elektronenhülle der Probenatome zu einer Folge von
Reaktionen, wobei Energie frei und in Form von Röntgenstrahlen
abgegeben wird. Deren Energie beziehungsweise
Wellenlänge ist für das aussendende Element in der
Probe charakteristisch. Das entstehende Röntgenspektrum
umfasst alle enthaltenen Elemente, vom Natrium
bis zum Blei. Eine eigens entwickelte Software ermittelt
die mengenmäßige Zusammensetzung. PIXE kann auch
eine sehr geringe Menge an Substanzen ohne Vorbehandlung
zerstörungsfrei in kurzer Zeit analysieren;
eine Messung dauert nur rund zehn Minuten.
■ Im Lauf der Zeit wurden die Experimentiermöglichkeiten
immer wieder an die Bedürfnisse der Wissenschaft
angepasst. Statt nur im Vakuum kann man nun auch Versuche
bei Atmosphärendruck durchführen. Die Forscher
machten das Vakuumsystem an einer Stelle für den Protonenstrahl
durchlässig: Eine vier Mikrometer dünne
Aluminiumfolie schließt das System gegen die Helium-
Atmosphäre der Experimentierkammer ab, ist für den
Protonenstrahl aber kein Hindernis; er gelangt mit
geringem Energieverlust in die Kammer. Selbst flüssige
Proben lassen sich nun untersuchen.
■ Schon in den 1980er Jahren hat die Arbeitsgruppe Umwelt-Nanoanalytik
die PIXE-Methode für umwelt- und gesundheitsrelevante
Themen eingesetzt. In Kooperation
mit dem GSF-Institut für Strahlenbiologie wurde 1984 im
Rahmen von Studien zur Tumortherapie untersucht, ob
und wie viel Platin der Körper nach Einnahme von Cis-
Platin-Präparaten aufnimmt. 1985 begannen Analysen
von Umweltaerosolen aus dem Münchener Straßenge-

Immer auf dem neuesten Stand:
Helmut Niedermeier, Techniker am
Institut für Strahlenschutz, ändert
die Experimentiereinrichtung den
aktuellen Bedürfnissen entsprechend.
Foto: Bernd Müller
biet, die schließlich in eine Zusammenarbeit
mit dem GSF-Institut für
Epidemiologie mündeten. Mit mehr
als 6 000 charakterisierten Aerosolen
hat der Van-de-Graaff-Beschleuniger
hier seinen derzeitigen Einsatzschwerpunkt
gefunden.
■ Manchmal klärte die Anlage mit
ihrem breiten Anwendungsspektrum
auch ungewöhnliche Fragen.
Menzel erinnert sich, wie die Gruppe
einen angeblich aus dem Jahr 1787
aus den Pariser Beständen des späteren
amerikanischen Präsidenten
Thomas Jefferson stammenden Bordeaux-Wein
unter die Lupe nahm:
„Wir fanden eine extrem hohe Bleikonzentration,
als deren Ursache
man ein Stück Bleifolie am Boden
der Flasche fand. Ein Authentizitätsbeweis
war damit nicht mehr möglich.
Klarheit brachte die Bestimmung
des Tritiumgehalts am Institut
für Radiohydrometrie. Demnach war
der Wein etwa 30 Jahre alt!“
■ Sibylle Kettembeil
Literatur:
J. Cyris et al.: Elemental composition and
sources of fine and ultrafine ambient particles in
Erfurt, Germany. The Science of the Total Environment
305 (2003) 143-156.
N. Menzel, P. Schramel and K. Wittmaack:
Elemental compostion of aerosol particulate matter
collected on membrane filters: A comparison
of results by PIXE and ICP-AES. Nucl. Instum. Methods
Phys. Res. B 189 (2002) 94-99.
H. Halder, N. Menzel, B. Hietel and K. Wittmaack:
A new analysis chamber with a rotating
target holder for total-sample PIXE analysis of aerosol
deposits collected in Berner Impactors.
Nucl. Instum. Methods Phys. Res. B 150 (1999)
90-95.
60 Jahre nach der
Überlebende in Hiroshima und Nagasaki liefern
Am 6. und 9. August 2005
jährten sich zum 60. Mal
die Atombombenabwürfe
über Hiroshima und Nagasaki.
Weite Teile beider Städte wurden
damals beinahe vollständig zerstört
und bis Ende 1945 sind etwa
200 000 Menschen gestorben – entweder
direkt durch die Druckwelle
und die Hitze der Explosionen oder
durch hohe Dosen ionisierender
Gamma- und Neutronenstrahlung.
■ Aber auch viele Einwohner, die
dem atomaren Inferno entgangen
waren, litten später unter Strahlenschäden.
An diesen Überlebenden,
den so genannten Hibakusha,
konnten Forscher die Folgen der
ionisierenden Strahlung untersuchen,
so dass es heute möglich ist,
Grenzwerte festzulegen.
■ Seit 1950 werden in einer gemeinsamenjapanisch-amerikanischen
Studie etwa 120 000 Überlebende
medizinisch überwacht und
biostatistische und dosimetrische
Analysen durchgeführt. Neben den
Spätfolgen muss auch die Strahlendosis
bekannt sein, der die
Überlebenden ausgesetzt
waren. Deshalb
musste
jeder Hibakushagenauangeben,
wo er
sich zum
Zeitpunkt
der Explosion der Bomben aufgehalten
hatte: wie weit von der Abwurfstelle
entfernt, im Freien oder hinter
Mauern. Mittels Computersimmulationen
ermittelten die Forscher dann
die individuelle Strahlendosis.
Während die Gammastrahlung bereits
in den 1960er Jahren erstmals
experimentell überprüft werden
konnten, gelang es erst jetzt Dr. Werner
Rühm vom GSF-Institut für
Strahlenschutz gemeinsam mit Kollegen
der LMU und TU München,
aus den USA und Japan Spuren der
damals ebenfalls freigesetzten hochenergetischen
Neutronen zu messen.
■ Das von ihnen entwickelte Verfahren
nutzt aus, dass die während den
Explosionen freigesetztenNeutronen
in kupferhaltigenDachrinnen
und BlitzableiterneinzelneKupfer-Atome
in radioaktives
Nickel umwandelten.

Bombe
angzeitdaten
„Uns gelang es, diese Nickelatome
nachzuweisen und so die ursprünglichen
Neutronendosen zu berechnen“,
so Rühm.
■ Im Einzelfall kann man leider bislang
nicht erkennen, ob Leukämie
und Krebs durch radioaktive Strahlung
oder durch andere, unbekannte
Faktoren verursacht wurde. Nur der
Vergleich bestrahlter mit praktisch
nicht bestrahlten Personengruppen
zeigt, wie viele Krankheitsfälle strahlungsbedingt
sind.
■ „In den ersten Jahren fielen besonders
die häufigen Leukämien
auf“, berichtet Rühm. Später normalisierte
sich diese Zahl wieder.
„Zwischen 1950 und 2000 starben
etwa 296 von 87 000 Überlebenden
an Leukämie, 93 davon werden heute
der ionisierenden Strahlung
durch die Atombombenexplosionen
zugeordnet“, erklärt der Strahlenschutzexperte.
Anders bei Krebs:
Hier gab es im selben Zeitraum in
der gleichen Gruppe der Überle-
benden insgesamt 10 127 Todesfälle.
Erwartet würden in einer unbestrahlten
Vergleichsgruppe 9 648, so dass
man von 479 zusätzlichen, durch die
Verstrahlung hervorgerufenen Krebstoten
ausgeht. Noch heute erkranken
deutlich mehr Überlebende an
Krebs und man vermutet, dass in
Zukunft noch mindestens 500 weitere
strahlenbedingte Krebsfälle auftreten
werden.
■ Auch könnten die Hibakusha
bei hohen Dosen vermehrt an Herzkreislauferkrankungen
leiden. Wie
ionisierende Strahlen zu derartigen
Krankheiten führen können, soll die
Studie in Zukunft klären.
■ Ob Kinder der Hibakusha häufiger
Erbschäden haben, ist bisher noch
nicht bewiesen. Möglicherweise blieben
diese Abweichungen bisher einfach
unter den statistischen Schwankungen
der normalerweise auftretenden
genetischen Veränderungen verborgen.
Fest steht jedoch, dass die
Strahlen zu Fehlbildungen bei Embryo
und Fötus führen: Etwa 30 Mütter
Menschen, die zusätzlich
erhöhter Strahlung durch
die Atombomben ausgesetzt
waren, erkrankten
deutlich häufiger an Leukämie
(rot hinterlegte Fläche)
als Personen einer
Vergleichsgruppe ohne
zusätzliche Bestrahlung
(grau hinterlegte Fläche).
Grafik: A. M. Kellerer
gebaren Kinder mit schweren geistigen
Behinderungen. „Das Zentralnervensystem
– insbesondere das
sich entwickelnde Gehirn in
der neunten bis zur 15. Schwangerschaftswoche
– weist unter allen
Organen die höchste Strahlenempfindlichkeit
auf“, erläutert Rühm.
■ „Nur wenn wir die Studien auch in
Zukunft fortführen, können wir umfassende
Aussagen über die schädlichen
Folgen der Strahlen machen
und durch Grenzwerte schützen“,
betont Rühm.
■ W. R. / Gö
Literatur:
T. Straume et al.: Measuring fast neutrons in
Hiroshima at distances relevant to atomic-bomb
survivors. Nature 424 (2003) 539-542 and Nature
430 (2004) 483.
D. L. Preston: et al.: Studies of Mortality of
Atomic Bomb Survivors. Report 13: Solid Cancer
and Noncancer Disease Mortality: 1950-1997. Radiat.
Res. 160 (2003) 381-407.
D. L. Preston et al.: Effect of Recent Changes in
Atomic Bomb Dosimetry on Cancer Mortality Risk
Estimates. Radiat. Res. 162 (2004) 377-389.
Hiroshima & Nagasaki: Leukämie-Häufigkeit
Jahr
mit Bestrahlung
spontan
An die katastrophalen Folgen der
Atombombe soll die Ruine der ehemaligen
Industrie- und Handelskammer
in Hiroshima erinnern: Alle zum
Zeitpunkt des Atombombenabwurfs
1945 darin arbeitenden Menschen
starben. Die trotz des geringen Abstands
von 160 Metern vom Hypozentrum
erhaltenen Gebäudestrukturen
der so genannten Atombombenkuppel
gehören seit 1996 zum
Weltkulturerbe der UNESCO.
Foto: AIHARA, Hidetsugu

Verlassenes Metlino: 1954 mussten die 1000 Einwohner wegen der hohen Kontamination der Sedimente und Uferbereiche
der Techa evakuiert werden. Ursache waren die flüssigen Abfälle der Produktionsgenossenschaft Mayak,
die sieben Kilometer flussaufwärts von Metlino eingeleitet wurden. Foto: Heinz-Jörg Haury
SOUL im Südural
Sowjetische Kernwaffenproduktion verstrahlt Anwohner
Southern Urals Radiation Risk
Research (SOUL) heißt ein
internationales Forschungsprojekt,
welches das Gesundheitsrisiko
durch andauernde Strahlenexposition
erforscht. Wissenschaftler
aus Deutschland, England, Griechenland,
Italien, den Niederlanden,
Schweden und Russland nehmen
an dem von der Europäischen
Kommission mit 6,8 Millionen Euro
geförderten Vorhaben teil. Koordinator
ist Dr. Peter Jacob vom GSF-
Institut für Strahlenschutz. SOUL
wird im Südural in Zusammenarbeit
mit Projekten durchgeführt,
die das US-Department of Energy
und die National Cancer Institutes
(Washington) fördern.
■ In Ozyorsk, einer Stadt mit rund
60 000 Einwohnern, wurde ab 1948
Plutonium für den Bau von Kernwaffen
in Kernreaktoren erbrütet
und in einem radiochemischen
Werk zu waffenfähigem Material
verarbeitet. Heute werden dort Radionuklide
für technische und medizinische
Zwecke produziert und
abgebrannte Brennstäbe aufbereitet.
Die erhebliche Strahlenexposition
betraf nicht nur die Arbeiter,
sondern auch weite Teile der Bevölkerung,
weil radioaktive Abfälle
in den Fluss Techa geleitet wurden.
Flussabwärts verwendeten die Anwohner
das kontaminierte Wasser
als Trinkwasser und bewässerten
mit ihm ihre Gärten. Mit dem verstrahlten
Sediment kamen sie beim
Fischen und Baden in Kontakt. Der-
art über lange Zeit belastet bieten
sie die einmalige Gelegenheit, gesundheitliche
Folgen einer solchen
Exposition an einer großen Kohorte
zu untersuchen. Das bisherige Wissen
über Strahlenwirkungen bei
Menschen stammt vor allem von
den Überlebenden der Atombombenabwürfe
in Japan, wo die Bedingungen
– eine sehr hohe akute
Dosis von Gammastrahlung – völlig
Ziegelsteinproben aus der Wand des
ehemaligen Kornspeichers in Metlino
(siehe Pfeile) brachten die hohe
Strahlenbelastung ans Licht: Zehnmal
höher war die in ihnen enthaltene
Strahlendosis als die, die sich
natürlicher Weise seit der Produktion
der Ziegelsteine vor 135 Jahren ansammeln
würde. Foto: Nick Bougrov
anders waren. Mit SOUL können
erstmals nicht nur die schädlichen
Folgen von über längere Zeiträume
oder fraktioniert auftretenden Gammastrahlen,
sondern auch die von
Plutonium (Alphastrahler) und
Strontium (Betastrahler) untersucht
werden.
■ Daten für die SOUL-Studien liefern
zwei große Gruppen: 19 000 vor
1972, also zu Zeiten hoher Belastung,
eingestellte Arbeiter und
30 000 Anwohner der Techa. In beiden
Bevölkerungsgruppen sollen
die Todes- und Krankheitsfälle durch
Leukämien, solide Tumoren – insbesondere
in Lunge, Mastdarm und
Magen – sowie durch Herzkreislauferkrankungen
untersucht werden.
■ Die GSF-Forscher wollen vor allem
die damalige Strahlenstärke ermitteln.
Die seinerzeit verwendeten
Filmdosimeter wurden rekonstruiert
und im Sekundärstandardlabor
der GSF unterschiedlichen Photonenenergien
unter verschiedenen
Winkeln ausgesetzt. Es zeigte sich
eine starke Energieabhängigkeit:
Die Dosimeter sprachen viel stärker
auf niederenergetische Photonen
an als auf hochenergetische.
Um die für das radiochemische
Werk typische Strahlung niedriger
Energie nicht überzubewerten, berechneten
die Forscher Korrekturfaktoren.
■ Die Gesamtstrahlendosis einer
Person bestimmten die Wissenschaftler,
indem sie den Zahnschmelz
der Probanden mithilfe

Der aufbereitete Zahnschmelz wird
in den Mikrowellenresonator zwischen
den beiden großen Permanentmagneten
eingeführt. Mit den
elektronenparamagnetischen Resonanzmessungen
können auch relativ
kleine Strahlendosen nachgewiesen
werden. Foto: Albrecht Wieser
des elektronenparamagnetischen
Resonanzverfahrens analysierten.
Danach verglichen sie die erhobenen
Daten mit den korrigierten Werten
der Filmdosimeter. Obwohl die
Werte übereinstimmen sollten, ergaben
sich teilweise erhebliche Abweichungen.
„Manchmal hat das
einen einfachen Grund, etwa dass
jemand eine Strahlentherapie
durchgemacht hat“, erklärt Jacob.
Für die hohen Expositionen in den
ersten Jahren ergeben die Zahnmessungen
aber systematisch niedrigere
Ergebnisse. Hier soll SOUL
ebenso Klarheit schaffen wie bei ei-
Magenkrebs ist die zweithäufigste Krebstodesursache
bei Männern und die dritthäufigste
bei Frauen. Weil der Tumor oft erst
spät entdeckt wird, sind die Heilungschancen
gering. Vor allem, wenn sich einzelne
Tumorzellen oder kleine Metastasen bereits
in der Bauchhöhle ausgebreitet haben, gibt
es derzeit keine zufrieden stellende Behandlung.
Chemotherapie und Bestrahlung sind
momentan Standard, haben aber aufgrund
ihres unspezifischen Wirkprinzips nur geringe
Erfolgsquoten mit gravierenden Nebenwirkungen.
Ein von der Ascenion GmbH vermittelter
Lizenzvertrag ermöglicht nun, dass eine gezielte
Therapie von Magenkrebs vorangetrieben
werden kann: GSF-Forscher hatten
herausgefunden, dass sich E-Cadherin her-
nem weiteren überraschenden Befund:
Das Krebsrisiko der Techa-Anwohner
ist möglicherweise stärker
erhöht als das der Atombomben-
Überlebenden. Angesichts der kürzeren
Expositionszeit, also der höheren
Dosisrate in Japan, hatte man
das Gegenteil erwartet.
■ Eine mögliche Ursache für diese
Abweichung ist, dass die Strahlenexposition
der Techa-Anwohner unterschätzt
wurde. Um das zu prüfen,
haben GSF-Forscher Ziegelsteine
aus einem 1956 umgesiedelten Ort
untersucht, an denen sich die absolute
Strahlendosis seit Produktion
der Ziegel ablesen lässt. Die Werte
liegen 20 Prozent über den heute
verwendeten Dosiswerten, eventuell
durch kurzlebige Radionuklide bedingt,
die von den in den frühen
50er Jahren begonnenen Messungen
nicht mehr erfasst wurden. „Da
das Gebiet jedoch geflutet wurde,
sind die aus den Ziegeln abgeleiteten
Daten mit Vorsicht zu betrachten“,
so Jacob. Im Rahmen von
SOUL will man nun Ziegel aus einem
78 Kilometer von der Produktionstätte
entfernten Ort analysieren.
■ Sibylle Kettembeil
Literatur:
Patente + Technologietransfer
M. O. Degteva et al.: EPR- and FISH-based
investigations of individual doses for persons
living at Metlino in the upper reaches of the
Techa River. Health Phys. 88 (2005) 139-153.
P. Jacob et al.: On an evaluation of external
dose values in the Techa River Dosimetry System
2000. Radiat. Environ. Biophys. 42 (2003) 169-174.
S. A. Romanov et al.: Studies on the Mayak
nuclear workers: Dosimetry Radiat. Environ.
Biophys. 41 (2002) 23-28.
Gezielte Therapie von Magenkrebs
Antikörper aus GSF-Forschung an Actinium Pharmaceuticals lizenziert
vorragend als Angriffspunkt eignet, weil es
ausschließlich auf Krebszellen vorkommt,
besonders häufig auf jenen des diffusen
Magenkrebses. Sie entwickelten daraufhin
Antikörper gegen mutierte Formen von
E-Cadherin (E8- und E9-Cadherin) und übertrugen
Actinium Pharmaceuticals exklusiv
die globalen Rechte.
Actinium wird die Antikörper mit �-Strahlern
koppeln und für die zielgenaue Therapie
von Magenkrebs weiter entwickeln.
„Die Antikörper wandern direkt zu den
Krebszellen und lassen diese absterben,
während gesunde Zellen verschont bleiben“,
kommentiert Howard Wachtler, Geschäftsführer
von Actinium Pharmaceuticals.
Die mittlere Überlebenszeit von Mäusen,
deren Bauchhöhle mit Krebszellen in-
Kurz notiert
■ PD Dr. Annette Peters,
Institut für Epidemiologie, erhielt die
mit 2 500 Euro dotierte Johann-Peter-Süßmilch-Medaille
verliehen. Die
Gesellschaft für medizinische Informatik,
Biometrie und Epidemiologie
zeichnete damit eine Forschungsarbeit
der GSF-Wissenschaftlerin über
den Zusammenhang zwischen Verkehrsbelastung
und dem Auftreten
von Herzinfarkt aus.
■ Dr. Oliver Puk, Institut für Entwicklungsgenetik,
wurde auf dem
Jahreskongress der European Association
for Eye and Vision Researchers
mit dem Posterpreis für den
Bereich Molekularbiologie, Genetik
und Epidemiologie ausgezeichnet.
Das preisgekrönte Poster beschreibt
eine neue Mutation, die Einfluss auf
die frühe Augenentwicklung hat,
und ist aus einer Zusammenarbeit
zwischen den GSF-Instituten für Entwicklungsgenetik
und Experimentelle
Genetik entstanden.
■ Prof. Dr. Ing. Piotr Maloszewski,
Institut für Grundwasserökologie,
wurde für drei Jahre ins Editorial
Advisory Board des Journal of
Hydrology berufen.
■ Prof. Dr. Dr. H.-Erich Wichmann,
Institut für Epidemiologie,
bekam die Bayerische Staatsmedaille
für Verdienste um Umwelt und
Gesundheit von Staatsminister
Dr. Werner Schnappauf verliehen.
Mit dieser Auszeichung würdigt der
bayerische Staat Personen oder Vereinigungen,
die sich besondere Verdienste
um den Natur- und Umweltschutz,
um Gesundheit oder den
Schutz der Verbraucher erworben
haben.
filtriert war, konnte durch die Therapie mit
einem an 213 Bi gekoppelten Antikörper
gegen E9-Cadherin wesentlich verlängert
werden.
In dem Lizenzvertrag wurde festgelegt,
dass die GSF von Actinium eine Vorabzahlung
sowie Meilensteinzahlungen und Lizenzgebühren
erhält, die mit fortschreitender
Entwicklung und Kommerzialisierung
der Antikörper fällig werden.
Auskunft über GSF-Patente sowie
Informationen zum Technologietransfer
erhalten Sie bei:
Dr. Martin Dietz
Patente & Technologietransfer
Tel.: 089/3187-1210
E-Mail: dietz@gsf.de

Oberflächliche Unterschiede
Blattgemüse werden verschieden stark radioaktiv belastet
Ob Gemüsesorten unterschiedlich stark radioaktiv
belastet werden, wollte die Forschergruppe um
Dr. Jochen Tschiersch vom GSF-Institut für Strahlenschutz
wissen. Um radio-ökologische Modellberechnungen
zu verbessern, nahmen sie Blattgemüse ins Visier.
Bisher wurden radioaktive Ablagerungen hauptsächlich
an Gräsern oder Bäumen, vereinzelt auch an Spinat
oder Reis, vornehmlich aber an einzelnen Pflanzen mit
glatter Oberfläche untersucht.
■ Die GSF-Wissenschaftler wollten statistisch aussagekräftige
Erkenntnisse: In einer großen Versuchskammer
mit 80 Pflanzencontainern setzten sie diverse Frühlingsblattgemüse
mit sehr unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften
wie Endiviensalat, Kopfsalat und Eichblattpflücksalat
beziehungsweise Spinat als Referenzgemüse,
aber auch Sommerblattgemüse wie Grün- und Weißkohl
einen Tag lang zwei radioaktiven Stoffen aus. Um die beiden
wichtigsten Ablagerungsvorgänge zu simulieren,
wählten sie elementares Jod ( 131 J) als Modell für eine
gasförmige und Caesium ( 134 Cs) beispielhaft für eine
Partikel-Deposition.
Expositionskammern schaffen identische Bedingungen:
Unterschiede sind daher allein auf die verschiedenen
Pflanzenarten zurückzuführen. Grafik: Jochen Tschiersch
■ Die Forscher achteten dabei auf verschiedene Parameter:
Generell gilt, dass die Menge der Ablagerungen von
der Geschwindigkeit abhängt, in der sich die Stoffe niederschlagen.
Diese wiederum wird bei partikelgebundenen
Radionukliden wie Caesium von der Größe der ausgewählten
Trägerteilchen beeinflusst. „Wir erzeugten
deshalb ein Aerosol, in dem Caesium an Latexpartikel
möglichst gleicher Größe (durchschnittlich etwa 0,8
Mikrometer – ähnlich wie die von Tschernobyl) gebunden
ist“, erklärt Tschiersch.
■ Dass sich alle Pflanzen im selben Wachstumszustand
befanden, war Dank der Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl
für Gemüsebau an der TU München kein Problem.
■ Die Wissenschaftler bestimmten Trocken- und Frischgewicht
der Pflanzen sowie deren Wasserdampfaustausch
oder Blattoberfläche und -index. Beleuchtungsintensität,
CO 2 -Gehalt, Luftfeuchtigkeit und -temperatur wählten sie
so, dass die verschließbaren Atemporen auf der Blattunterseite
tagsüber offen für die Aufnahme der radioaktiven
Stoffe blieben.
20 verschiedene Sommer- und Wintergemüsearten im selben
Wachstumszustand wurden einen Tag radioaktivem
Jodgas und Cäsiumaerosol ausgesetzt, bevor sie auf ihren
Radionuklid-Gehalt untersucht wurden. Foto: Jochen Tschiersch
■ Es zeigte sich, dass Pflanzen mit geschlossenen Köpfen
wie Kopfsalat und Weißkohl unabhängig von der radioaktiven
Substanz insgesamt weit weniger belastet sind. Vor
allem Weißkohl ist durch einen wachsartigen Überzug am
besten geschützt.
■ Jod konnten die Mitarbeiter besonders im Spinat nachweisen.
Verantwortlich sind vermutlich die zahlreich vorhandenen
Blattöffnungen, über die das Jodgas in die Pflanze
eindringt. Caesium enthielten besonders Pflanzen mit
freistehenden, stark strukturierten Blättern wie Spinat,
Eichblattpflücksalat und Grünkohl.
■ Interessiert hat das Team nun, inwieweit sich die Radionuklide
abwaschen lassen: Während sich die Radioaktivität
des partikelgebundenen Caesium um bis zu 45 Prozent
verringerte, ließ sich Jod nur um ein Zehntel reduzieren.
„Vermutlich, weil gasförmiges Jod von der Pflanze aufgenommen
und dort fixiert wird“, so Tschiersch.
■ In Zukunft können Forscher nun – etwa nach einem Störfall
– schneller und differenzierter warnen: Vor allem auf
Gemüse mit großer Oberfläche sollten Verbraucher in dieser
Zeit verzichten.
■ Susanne Stoll
Literatur:
J. Tschiersch et al.: Unterschiede bei der Ablagerung von Radionukliden auf
verschiedenen Blattgemüsearten. GSF-Bericht 11/03, Institut für Strahlenschutz
der GSF mit TU München Weihenstephan, Lehrstuhl für Gemüsebau.
J. Tschiersch, T. Shinonaga, H. Heuberger: Dry deposition of particulate Cs-
134 to several leafy vegetable species and comparison to deposition of gaseous
Radioiodine. Radioprotection, Suppl.1, vol. 40 (2005) 471-476.

Rechnen gegen Rauschen
Doppelt so viele Röntgenbilder mit insgesamt halber Strahlendosis
Von allen Krebsarten fordert der
Brustkrebs die meisten Todesopfer
unter Krebspatientinnen,
und man rechnet mit jährlich 42 000
Neuerkrankungen. Deshalb ist im Juli
2005 eine Studie angelaufen, die klären
soll, ob Mammografie als generelle
Vorsorgeuntersuchung sinnvoll ist.
■ In mehreren Städten können Frauen
ab 50 ein- bis zweimal im Jahr eine
Mammografie vornehmen lassen.
Auch München beteiligt sich an dem
Mammografie-Screening, das hier
noch einen weiteren Zweck erfüllen
soll: Ein Verfahren in der Praxis zu testen,
das auf rechnerischem Weg das
bei Röntgenbildern unvermeidliche
Rauschen und damit auch die Strahlenbelastung
verringern soll. Verantwortlich
für das „Wavelet-Verfahren“
ist Dr. Christoph Hoeschen, Leiter der
Arbeitsgruppe Medizinphysik am GSF-
Institut für Strahlenschutz. Mit einem
schwedischen Team hat er die Methode
bereits an Aufnahmen der Lunge
erfolgreich angewendet.
■ Bei Röntgenaufnahmen gibt es ge-
nerell zwei störende Rauschquellen,
das technische und das von Hoeschen
anatomisch genannte Rauschen. Zum
technischen Rauschen kommt es, weil
man nur eine begrenzte Anzahl von
Röntgenquanten durch das Gewebe
schicken kann, um die Strahlenexposition
gering zu halten. An Stellen, wo
die Strahlen auf Gewebestrukturen
treffen, ist die Intensität der Signale
groß; wo Rauschen vorherrscht, ist sie
klein. Es gilt also das Minimum an
Quanten herauszufinden, das aussagefähige
Bilder liefert, ohne dass die
eigentliche Information verloren geht.
Gerade im Mammogramm kann
schon eine kleine Veränderung im Gewebe
auf Krebs hinweisen.
■ Ursache des anatomischen Rauschens
ist, dass sich beim Röntgen
auf nur einem Bild – anders als etwa
bei der Computertomografie mit sehr
vielen Aufnahmen – verschiedene
Strukturen überlagern und nur schwer
voneinander zu trennen sind.
■ Die GSF-Wissenschaftler wollen das
Problem mit zwei Bildern statt nur einem
lösen. Zwei Bildern, die sehr kurz
hintereinander geschossen werden
und sich deshalb minimal unterscheiden.
Sie werden jeweils in so genannte
Wavelet-Komponenten zerlegt und
nach verschiedenen Detailgrößenskalen
aufbereitet. Es entstehen von jeder
Aufnahme mehrere Sätze von Bildern
mit großen oder kleinen Details, die
dann miteinander verknüpft werden.
Der Vergleich zeigt: Wo Signale sind,
also echte Gewebestrukturen, ist die
Korrelation groß, bei Rauschen dagegen
gering. So kann man für jede Detailgröße
eine Schwelle bestimmen,
unterhalb derer Signale verworfen
werden. Rechnet man nun zurück auf
das ursprüngliche Bild, kommen die
Strukturen viel klarer heraus. Das
störende Rauschen ist um bis zu 70
Prozent vermindert.
So wie hier auf der rechten Abbildung alle Formen kontrastreicher abgebildet
sind, sieht man auch Gewebestrukturen auf dem Röntgenbild schärfer, wenn das
„Wavelet-Verfahren“ das technische Rauschen minimiert hat. Foto: Christoph Hoeschen
Möglichst hoch aufgelöst mit minimaler
Strahlendosis soll das Brustgewebe bei
einer Mammographie dargestellt werden.
Foto: Siemens Med Archiv – Medical Solutions Archives
■ Dass bei dem Verfahren zwei Aufnahmen
nötig sind, ist kein Nachteil,
denn dank des Rausch-Reduktions-Algorithmus
braucht man viel weniger
Strahlen: Auf die Hälfte oder gar ein
Viertel will Hoeschen die notwendige
Dosis zurückfahren. Und er hofft, dass
sich die Methode im Mammografie-
Screening ebenso bewährt wie bisher
im Modell, einem nur im Computer
existierenden Phantom, das amerikanische
Wissenschaftler auf Grundlage
von über 2 000 Mammogrammen entwickelt
haben. Gibt es grünes Licht, ist
die neue Aufnahmetechnik schnell
und recht unkompliziert auf die heute
verwendeten Geräte übertragbar: Die
Röntgenröhre müsste sich zwischen
den beiden Aufnahmen ganz leicht
verschieben, so dass ein automatisches
Verwackeln eingebaut ist und
der integrierte Rechner müsste aufgerüstet
werden. Dann wäre das Verfahren
sehr bald einsetzbar und würde
kaum Mehraufwand bedeuten. Anders
als im Praxistest müssen im Routinebetrieb
nämlich keine Daten mehr zum
Überprüfen der Methode umgeleitet
werden.
■ Sibylle Kettembeil
Literatur:
O. Tischenko et al.: Reduction of Anatomical
Noise in Medical X-Rays Images. Radiation
Protection Dosimetry 114 (2005) 69-74.
C. Hoeschen et al.: Comparison of Technical and
Anatomical Noise in Digital Thorax X-Rays Images.
Radiation Protection Dosimetry 114 (2005) 75-80.
O. Tischenko et al.: Evaluation of a Novel Method
of Noise Reduction Using Computer-simulated
Mammograms. Radiation Protection Dosimetry 114
(2005) 81-84.

Doktorandenpreise
und Erfolgsrezepte
in der Wissenschaft
Die Autumn Lecture 2005 in der GSF
Erfolg auf Bestellung“ lautete
das Thema der diesjahrigen Autumn
Lecture im Rahmen der
Jahrestagung des Vereins der Freunde
und Förderer der GSF. Der neue
Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft,
Prof. Dr. Jürgen Mlynek, war
der Einladung von GSF-Geschäftsführer
Prof. Dr. Dr. Ernst-Günter Afting
gefolgt und stellte in Neuherberg
Für die herausragende fachübergreifende
Zusammenarbeit überreichte der Verein der
Freunde und Förderer der GSF den mit 5 000
Euro dotierten Paula und Richard von Hertwig-
Preis: Acht Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
wurden damit für ihre grundlegende
Arbeit über die pflanzliche Immunität bei der Einwirkung
einer bakteriellen Substanz geehrt.
■ Die Preisträger sind Dana Zeitler, GSF-Institut
für Biochemische Pflanzenpathologie, Prof. Ulrich
Zähringer, Forschungszentrum Borstel, Abteilung
Immunchemie, PhD Isak Gerber und Prof. Ian Dubery,
beide Department of Biochemistry der Rand
Afrikaans University in Johannesburg, Dr. Thomas
Hartung, Universität Konstanz, Biochemische
Pharmakologie, Dr. Wolf Bors, GSF-Institut für
Strahlenbiologie, Dr. Peter Hutzler, GSF-Institut für
Pathologie und Dr. Jörg Durner, GSF-Institut für
Biochemische Pflanzenpathologie. mvdh/ck
seine Gedanken über „Rezepte für
exzellente Forschung“ vor.
■ Festlicher Höhepunkt war die Verleihung
der Doktorandenpreise. Dr.
Ulrike Gehring, Dr. Henning Gohlke
und Dr. Sibille Humme konnten für
ihre herausragenden Dissertationen
die vom Genossenschaftsverband
Bayern mit jeweils 1500 Euro dotierten
Preise entgegen nehmen.
■ Dr. Ulrike
Gehring, GSF-Institut
für Epidemiologie,
untersuchte in
ihrer Dissertation
bei Prof. Dr. Dr.
Für ihre herausragendenDissertationen
wurden
Dr. Ulrike Gehring,
Dr. Henning Gohlke
und Dr. Sibille
Humme mit den
Doktorandenpreisen
geehrt.
Foto: Ursula Baumgart
Paula und Richard von Hertwig-Preis
Interdisziplinär vernetzt der pflanzlichen Immunität auf der Spur
Prof. Dr. Jürgen Mlynek, neuer Präsident
der Helmholtz-Gemeinschaft,
forderte zu mehr Vernetzung, Kooperation
und Wagemut auf, um die
Spitzenforschung der GSF weiter
voranzutreiben. Foto: Ursula Baumgart
H.-Erich Wichmann den Zusammenhang
zwischen der Exposition mit
Endotoxinen und dem Risiko, an
Asthma oder Allergien zu erkranken.
■ Ebenfalls am GSF-Institut für Epidemiologie
erforschte Dr. Henning
Gohlke bei Wichmann die genetischen
Ursachen von Asthma.
■ Dr. Sibille Humme promovierte in
der Abteilung Genvektoren, Arbeitsgruppe
Prof. Dr. Wolfgang Hammerschmidt,
über das Epstein-Barr Virus
nukleäre Antigen 1 (EBNA1), ein für
das Epstein-Barr Virus (EBV) lebensnotwendiges
Protein.
mvdh/ck
Mit großem Erfolg interdisziplinär und international
vernetzt arbeiten die Wissenschaftler Dr. Peter Hutzler,
Dana Zeitler, Dr. Jörg Durner und Prof. Ulrich Zähringer.
Nun wurden sie und vier weitere Forscher mit dem Paula
und Richard von Hertwig-Preis ausgezeichnet.
Foto: Ursula Baumgart

Geschwärzter Film
Auswertungsstelle der GSF erfasst Strahlenbelastung von Arbeitnehmern
Die Auswertungsstelle für
Strahlendosimeter in der GSF
(AWST) hat sich seit ihrer
Gründung zu einem der wichtigsten
Dienstleister im Strahlenschutz entwickelt.
Die amtliche Messstelle ermittelt
vor allem die Personendosis
von Arbeitnehmern, die beruflich
Strahlen ausgesetzt sind. Das sind
derzeit in Deutschland über 330 000,
von denen nahezu die Hälfte das Angebot
der GSF annimmt. Diese rund
162 000 Personen schicken monatlich
nicht nur eine, sondern oft mehrere
Filmmessstreifen aus den Dosimetern
ein. Statt einigen hundert Filmen
wie zu Beginn werden heute daher
zwei Millionen pro Jahr ausgewertet.
Überwacht werden Beschäftigte, die
während ihrer Arbeitszeit eine jährliche
Ganzkörperdosis von einem Millisievert
und mehr erhalten könnten.
Neben Forschern und medizinischem
Personal zählen speziell die Mitarbeiter
von Kernkraftwerken zu den belasteten
Personen. Die Anzeige eines
Dosimeters an einer repräsentativen
Stelle der Körperoberfläche gilt dabei
als Maß für die effektive Dosis.
■ Neben den Filmdosimetern bietet
die AWST mit dem Flachglasdosimeter
ein zweites Ganzkörpermessinstrument
an. Hinzu kommt das Thermolumineszenzdosimeter(TL-Dosimeter)
in Fingerringen, die zum Beispiel
von Ärzten in der Therapie getragen
werden. Alle drei zählen zur
passiven Dosimetrie, die zur staatlichen
Vorsorge, also zum Überwachen
der vorgegebenen Grenzwerte
eingesetzt werden. Zwar können sie
weder vor Strahlung warnen noch
schützen, die Ergebnisse der Auswertungen
helfen aber Zwischenfälle
zu erkennen und in Zukunft zu verhindern.
■ Das Funktionsprinzip eines Filmdosimeters
ist relativ einfach: Ionisierende
Strahlen wie Röntgen-, Gammaoder
Betastrahlen verursachen so genannte
Sekundärelektronen, wenn sie
auf die vor dem Film platzierten speziellen
Filter oder auf eine fotografische
Emulsion auftreffen. Die durch die
Sekundärelektronen entstehende
Schwärzung des Films dient als Maß
für die aufgestrahlte Dosis.
■ Arbeitnehmer aus Überwachungsbereichen
besitzen eine Kassette, in
die jeden Monat ein neuer Film eingelegt
wird. Die AWST wertet diese aus
und ermittelt die Personendosis.
Nur dieses hochauflösende Densitometer
kann die verschiedenen Grauwerte
der einzelnen Felder auf dem
Film hinter den Filtern bestimmen.
Ein aufwändiges Kalibrierverfahren
ermittelt aus diesen Informationen
dann die Personendosis.
Foto: Bernd Müller
■ Mittlerweile hat auf dem Markt eine
kostengünstigere, leichter automatisierbare
Variante Einzug gehalten:
das so genannte Festkörperdosimeter.
Die in solchen Festkörpern oder Kristallen
durch Strahlung übertragene
Energie wird gespeichert und kann
später in der Messstelle etwa durch
gezieltes Erhitzen des TL-Kristalls als
kaltes Leuchten erfasst werden. Diese
so genannte Lumineszenzstrahlung
wird dann einer Personendosis zugeordnet.
Meistens sind solche Kristalle
wieder einsetzbar.
■ Eine weitere, bisher hauptsächlich
in den USA angewandte Variante
sind die so genannten OSL-Dosimeter
aus dünnem Aluminiumoxid. Hier
wird die gespeicherte Energie optisch
angeregt mittels Photodioden oder
Laser gemessen. Im Gegensatz zu
den Filmdosimetern kann man anhand
der OSL-Dosimeter jedoch nicht
feststellen, welche Strahlen unter
welchen Umständen das Dosimeter
erreicht haben. Statt Bildern werden
hier nämlich nur einzelne Werte er-
Geschützt: In eine mit Barcode gekennzeichneten
Hülle ist der lichtempfindliche
Film eingebettet (Mitte).
Diese so genannte Filmplakette
wird in die linke Kassettenhälfte
über die Metallfilter gelegt und
dann mit der zweiten Hälfte (rechts)
verschlossen. Foto: Michael van den Heuvel
fasst. Zukünftig könnte der Preisdruck
auf dem internationalen Markt
auch das Angebot der Messstellen
diktieren. Denn um Kosten zu sparen,
werden Kunden wohl verstärkt auf
die günstigere Variante setzen.
■ Die AWST ist nach über 50 Jahren
die älteste deutsche Auswertungsstelle
und eine Besonderheit in der deutschen
Forschungslandschaft. Sie ist
die einzige isozertifizierte und zugelassene
Messstelle für Dosimetrie in
Deutschland. Von den Ländern ist sie
ebenfalls als Messstelle für Radon zugelassen.
■ Außerdem finanziert die AWST aus
den erwirtschafteten Geldern wieder
wissenschaftliche Projekte aus dem
Bereich der Strahlenforschung. Sie
bildet damit eine einmalige Symbiose
Vollautomatisch holt eine Auspackmaschine
den Film in der Dunkelkammer
aus den Hüllen. Danach wird er
auf ein fortlaufendes Band aufgebracht
der Entwicklungsmaschine
zugeführt. Foto: Bernd Müller
➜

Ein Roboterarm der Auspackmaschine bringt
die Filmplaketten aus dem Vorratsbehälter zum
automatischen Öffnungsmechanismus.
Foto: Bernd Müller
von Dienstleistung und Forschung, zumal auch die
Erkenntnisse aus dem Routinebetrieb direkt in die
Weiterentwicklung von Dosimetern einfließen.
■ Begonnen hat die Erfolgsgeschichte der Auswertungsstelle
mit Prof. Felix Wachsmann, der 1952
eine Personendosismessstelle in Erlangen gründete.
Zwei Jahr zuvor beschloss der Fachnormenausschuss
Radiologie in Frankfurt mittels Filmdosimeter
gefährdete Personen zu überwachen. Wachsmann
übersiedelte mit der Erlanger Auswertungsstelle
1965 zur GSF und blieb zunächst selbstständig.
Erst vier Jahre später übernahm ihn die GSF.
Wachsmann setzte durch, dass die „Dienstleistung“
und „Routinetätigkeiten“ der Auswertungsstelle
in die Statuten der GSF aufgenommen wurden
und legte damit den Grundstein für den heutigen
Betrieb. Nach der Fusion mit den Messstellen
in Hamburg und Karlsruhe im Jahre 2004 und
2005 festigt die GSF ihre Position als größte Personenmessstelle
in der Bundesrepublik.
■ Dr. Wolfgang Wahl, der seit zehn Jahren die
AWST leitet, sieht darin eine Chance, auch für die
Forschung im Strahlenschutz den Standort
Deutschland zu sichern: Mit seinen Mitarbeitern
entwickelte er unter anderem ein Verfahren zur Online-Dosimetrie
mit elektronischen Dosimetern sowie
das Softwarepaket EPCARD, mit dem die Dosis
von Piloten und Flugbegleitern berechnet wird.
■ Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die interne
Dosimetrie. Hier versucht man zu verstehen,
wie sich instabile Atome, die radioaktiven Zerfall
zeigen, im Körper verhalten. Gerade bei einer erhöhten
Zufuhr dieser Radionukliden, aber auch bei
der Therapie von beispielsweise Tumoren, ist das
Verständnis über den Stoffwechsel von zugeführten
Substanzen wichtig, um am richtigen Organ zu
messen oder punktgenau das betroffene Organ zu
erreichen.
■ Bald könnte die dienstälteste Messstelle eine
Plattform bilden, auf der verschiedene Arten der
Dosimetrie zusammengeführt werden.
■ Beatrix Leser
Literatur:
W. Wahl: Wie wird, wie soll die Personendosimetrie der Zukunft
aussehen? Wünsche und Forderungen aus der Praxis. Strahlenschutz
Praxis 8 (2002) 23-27.
W. Wahl: Amtliche Personendosimetrie heute und morgen in
Deutschland. Strahlenschutz Praxis 11 (2005) 28-31.
Berichte + Publikationen
Eine Auswahl
■ M. Rosemann V. Kuosaite, M. Kremer, J. Favor, L. Quintanilla-
Martinez, M. J. Atkinson:
Multilocus Inheritance Determines Presdisposition to Alpha-Radiation Induced
Bone Tumorigenesis in Mice. International Journal of Cancer (2005) in press.
Es wird gezeigt, dass es in der Maus durch additive Wechselwirkung
mehrere Suszeptibilitäts-Loci mit jeweils nur geringer Penetranz zu einer
erblichen Prädisposition für das strahleninduzierte Osteosarkom kommen
kann. Dabei führt die zufällige Segregation von so genannten
„High-Risk Allelen“ der beiden elterlichen Tiere bei einigen der Nachkommen
zu einer signifikanten Erhöhung des individuellen Osteosarkom-Risikos.
Dieser Tumor-Typ spielt unter anderem als Sekundärtumor
nach einer Strahlentherapie im Kindes- und Jugendalter eine zunehmende
Rolle (Drittmittelförderung durch EU-Vertrag GENRAD).
■ M. Klaften, M. Hrabé de Angelis: ARTS: A web-based tool for the setup
of high-throughput genome-wide mapping panels for the SNP genotyping of
mouse mutants. Nucleic Acids Research 33 (2005) W496-W500.
Für die Kartierung von Mutationen in Mäusen durch Kopplungsanalyse
werden standardmäßig geeignete Mausinzuchtstämme und entsprechende
polymorphe molekulare Marker verwendet. Die Kartierung mit
klassischen Mikrosatellitenmarkern kann jedoch sehr zeitraubend sein.
Die Charakterisierung so genannter Single Nucleotid Polymorphisms
(SNPs) in automatisierten Genotypisierungsverfahren ist da weitaus
schneller. Die hier vorgestellte Arbeit berichtet über ARTS, ein automatisches
Abfragegerät, das es dem Forscher erlaubt, öffentliche Datenbanken
nach einem passenden SNP-Markerset für verschiedene Mausinzuchtstämme
zu durchkämmen. Was früher einige Tage in Anspruch
nahm, kann nun mit ein paar Mausklicks erledigt werden. Wenn entsprechende
Datenbanken existieren, kann ARTS auch leicht für andere
Tierarten verwendet werden. ARTS ist über das Internet öffentlich zugänglich
(http://andromeda.gsf.de/arts).
■ T. Mijalski, A. Harder, T. Halden, M. Horsch, T. M. Strom, H. V.
Liebscher, F. Lottspeich, M. Hrabé de Angelis, J. Beckers:
Identification of coexpressed gene clusters in a comparative analysis of
transcriptome and proteome in mouse tissues. Proc Natl Acad Sci USA 102
(2005) 8621-8626.
Um die sich gegenseitig regulierenden Interaktionen zwischen Transkriptom
(Gesamtheit der zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle
hergestellten RNA-Moleküle) und Proteom (Gesamtheit der zu einem
bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle vorliegenden Proteine) näher zu
untersuchen, wurde ein vergleichender Ansatz gewählt, der eine simultane
Beobachtung der Genexpression auf RNA- und Proteinebene ermöglicht.
Hierzu wurden von Leber und Niere der Maus DNAchip-basierte
RNA-Expressionsprofile angefertigt sowie 2D-Gelelektrophoresen
durchgeführt. Basierend auf der Grundlage von Daten der 200 am
meisten differentiell exprimierten Gene, konnte eine chromosomale
Kolokalisation von bereits beschriebenen und noch unbekannten Genclustern
entdeckt werden. Die Bestimmung von 29 solcher Cluster deutet
an, dass die Koexpression von kolokalisierten Genen wahrscheinlich
ziemlich weit verbreitet ist.
■ M. A. Hack, A. Saghatelyan, A. de Chevigny, P.-M. Lledo,
M. Götz: Neuronal fate determinants of adult olfactory bulb neurogenesis.
Nature Neuroscience 7 (2005) 865-72.
Im Gehirn von Säugern, inklusive des Menschen, kommt die Bildung
von neuen Nervenzellen weitestgehend zum Erliegen. Daher können
abgestorbene Nervenzellen im Gehirn von erwachsenen Patienten bislang
nicht mehr ersetzt werden. Ausnahme bilden zwei Regionen des
Vorderhirns: Hier ist die Neubildung von Nervenzellen möglich. Die
molekularen Mechanismen hierfür wurden in dieser Arbeit aufgeklärt.
Die Untersuchungen belegen in vivo, dass der Transkriptionsfaktor
Pax6 notwendig und ausreichend für die Neubildung von Neuronen einer
dieser Regionen des Riechkolbens ist. Besonders wichtig ist auch,
dass dieser Transkriptionsfaktor zudem die Bildung von Neuronen fördert,
die den Transmitter Dopamin benutzen, um mit anderen Nervenzellen
zu kommunizieren. Da die Parkinsonerkrankung auf dem Absterben
dopaminerger Neurone beruht, könnte dieser neu entdeckte molekulare
Mechanismus für die Bildung von dopaminergen Neuronen im
erwachsenen Gehirn von möglicher therapeutischer Relevanz sein.
■ D. W. Han Au, T. F. Crossley, M. Schellhorn: The effect of health
changes and long-term health on the work activity of older Canadians. Health
Economics 14 (10) (2005) 999-1018.
Mit kanadischen Paneldaten wird in dieser Studie der Zusammenhang
zwischen Gesundheitszustand und Renteneintritt beziehungsweise

Erwerbstätigkeit der über 50-Jährigen untersucht. In der Beschäftigungsgleichung
wird dabei die mögliche Endogenität des Gesundheitszustands
(umgekehrte Kausalität und systematische Messfehler)
berücksichtigt. Herausgefunden wurde, dass sowohl das Niveau als
auch Änderungen des Gesundheitszustands ökonomisch signifikanten
Einfluss auf den Verbleib in der Erwerbstätigkeit haben.
■ M. Javorovic, H. Pohla, B. Frankenberger, T. Wölfel, D. J. Schendel:
RNA transfer by electroporation into mature dendritic cells leading to reactivation
of effector-memory cytotoxic T-lymphocytes: a quantitative analysis.
Molecular Therapy 12 (4) (2005) 734-43.
RNS, die für tumorassoziierte Antigene kodiert, kann mittels Elektroporation
in dendritische Zellen eingebracht werden. Diese Antigen-präsentierenden
Zellen des Immunsystems verwenden die transfizierte
genetische Botschaft, um entsprechende Proteine zu synthetisieren.
Die Proteine werden anschließend prozessiert und auf der Zelloberfläche
präsentiert. Solche in vitro-veränderten dendritischen Zellen
werden als Anti-Tumor-Vakzine verwendet, da sie durch die beschriebene
Präsentation antigenspezifische T-Zellen aktivieren können. Diese
Methode wurde im Melanomsystem quantitativ untersucht. Die Menge
der genetischen Botschaft für ein bestimmtes Melanomantigen ist ausschlaggebend
für die Effizienz der Präsentation – je mehr RNS (für Tyrosinase
oder mutiertes CDK4) transfiziert wurde, desto stärker war die
Aktivierung des spezifischen T-Zellklons. Für die Transfektion kann
auch die gesamte zelluläre RNS hergenommen werden, die aus Tumorzellen
isoliert wurde. Der Vorteil dieses Ansatzes ist die gleichzeitige
Präsentation von mehreren (auch nicht identifizierten) Antigenen. Ein
Nachteil allerdings ist, dass dadurch wesentlich kleinere Mengen an
Einzelspezies-RNS für potenzielle Tumorantigene in die Zellen transfiziert
werden. Dieses Problem kann auch nicht durch Amplifikation der
Tumor-RNS umgangen werden. Antigene mit einem niedrigen Expressionsniveau
werden daher – im Gegensatz zu Berichten aus der
Literatur – immer noch unzureichend präsentiert.
■ M. Hölzel, M. Rohrmoser, M. Schlee, T. Grimm, T. Harasim,
A. Malamoussi, A. Gruber-Eber, E. Kremmer, W. Hiddemann,
G. W. Bornkamm, D. Eick: Mammalian WDR12 is a novel member of
the Pes1-Bop1 complex and is required for ribosome biogenesis and cell proliferation.
J Cell Biol 170 (2005) 367-378.
In dieser Arbeit wird ein neuer Proteinkomplex im Nukleolus, der von
Zielgenen des Onkoproteins c-Myc kodiert wird, beschrieben. Wir haben
den Komplex ‚PeBoW’ genannt, da er sich aus den Proteinen Pes1,
Bop1, und WDR12 zusammensetzt. PeBoW ist zentral an der Ribosomenbiogenese
beteiligt und induziert bei Fehlfunktion p53-abhängig
einen Zellzyklusarrest. Die Funktion des PeBoW-Komplexes unterstreicht,
dass Zellwachstum- und Zellteilungskontrolle eng gekoppelt
sind.
■ R. D. Chapman, M. Conrad, D. Eick: Role of the mammalian RNA
polymerase II C-terminal domain (CTD) nonconsensus repeats in CTD stability
and cell proliferation. Mol Cell Biol 25 (2005) 7665-7674.
■ C. Lux, H. Albiez, R. D. Chapman, M. Heidinger, M. Meininghaus,
R. Brack-Werner, A. Lang, M. Ziegler, T. Cremer, D. Eick:
Transition from initiation to promoter proximal pausing requires the CTD of
RNA polymerase II. Nucleic Acids Res 33 (2005) 5139-5144.
In den beiden Veröffentlichungen von Chapman et al. und Lux et al.
wird beschrieben, dass die Expression des Onkogens c-myc auf Transkriptionsebene
durch Pausieren der RNA Polymerase II unterhalb des
Transkriptionsstarts reguliert wird. Mithilfe einer genetisch manipulierten
RNA Polymerase II konnte hier die Rolle der CTD (carboxy-terminalen
Domäne) der RNA Polymerase für die Transkriptionsinitiation und
das Pausieren untersucht werden.
■ O. Frank, M. Giehl, C. Zheng, R. Hehlmann, C. Leib-Mösch, W.
Seifarth: Human endogenous retrovirus expression profiles from brains of
patients with schizophrenia and bipolar disorders. J. Virol. 79 (2005) 10890 -
10901.
Die Rolle humaner endogener Retroviren (HERVs) bei neuropsychiatrischen
Erkrankungen wie Schizophrenie wird in der Literatur kontrovers
diskutiert. In einer von der Stanley Foundation initiierten Studie wurden
nun über 200 Gehirnproben von Patienten mit Schizophrenie, bipolaren
Erkrankungen und von gesunden Kontrollpersonen auf die Expressionsaktivität
humaner endogener Retroviren untersucht. Dazu
wurde mit Hilfe eines retrovirusspezifischen Microarrays, mit dem
Transkripte der pol-Gene von über 50 repräsentativen Vertretern von 20
HERV-Familien gleichzeitig identifiziert werden können, ein gehirnspezifisches
HERV-Expressionsprofil erstellt. Der Vergleich mit den Patientenproben
ergab kaum Unterschiede in der HERV-Expression und
konnte damit frühere, positive Befunde nicht bestätigen. Lediglich
Transkripte einer Subgruppe der HML-2-Famile, HERV-K10, waren in
beiden Patientengruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant
überrepräsentiert. Mitglieder dieser Subgruppe sind die einzigen be-
Gutes Gedächtnis
auch ohne T-Helferzellen
Neuer Pfad der Immunaktivierung
entdeckt
Das angeborene Immunsystem ist die erste Verteidigungslinie
des Organismus und ist in der Lage,
Krankheitserreger zu beseitigen, ohne ihnen vorher
begegnet zu sein. Die erworbene Immunantwort hingegen
reagiert gegen spezifische Antigene, entwickelt
sich im Laufe der Auseinandersetzung mit einem
Erreger und bildet ein immunologisches Gedächtnis
aus. Wichtige Effektorzellen des erworbenen
Immunsystems sind die CD8-positiven zytotoxischen
T-Lymphozyten, für deren Aktivierung im Allgemeinen
CD4-positive T-Helferzellen erforderlich sind.
Die Arbeitsgruppe um Prof. Ralph Mocikat vom
GSF-Institut für Molekulare Immunologie hat jetzt einen
neuen Pfad der Immunaktivierung entdeckt, der
beide Abwehrmechanismen miteinander verbindet:
Dendritische Zellen, die in vitro hergestellt und in
Mäuse injiziert werden, aktivieren unabhängig von
spezifischen Antigenen natürliche Killerzellen, also
Effektorzellen des angeborenen Immunsystems. Daraufhin
stimulieren diese über Interferon-� die transferierten
sowie endogene dendritische Zellen, die
dann Interleukin-12 ausschütten. Interleukin-12 wiederum
induziert zytotoxische T-Lymphozyten. Über
diese Kaskade wurde die zytotoxische T-Zellantwort
des erworbenen Immunsystems aktiviert und damit
die angeborene mit der erworbenen Abwehr ohne
Mithilfe von T-Helferzellen verknüpft.
In-vivo-Experimente bestätigen, dass für diesen
Weg zu einem langdauernden Gedächtnis Interferon-�
und Interleukin-12 unerlässlich sind.
Die Publikation ist erschienen in:
C. Adam, S. King, T. Allgeier, H. Braumüller, C. Lüking,
J. Mysliwietz, A. Kriegeskorte, D. H. Busch, M. Röcken
und R. Mocikat: DC-NK cell cross talk as a novel CD4 + T-cell-independent
pathway for antitumor CTL induction. Blood 1, 106
(2005) 338-344.
kannten HERVs, die für alle retroviralen Gene kodieren und möglicherweise
noch immer replizieren können. HERV-K-HML-2 Proteine und Partikel
werden mit Keimzelltumoren und Melanomen assoziiert.
■ G. Berg, L. Eberl, A. Hartmann: The rhizosphere as a reservoir for opportunistic
human pathogenic bacteria. Environ. Microbiol. 7 (2005) 1673-1685.
Dieser Übersichtsartikel stellt zusammenhängend dar, welches gemeinsame
Faktoren für die erfolgreiche Wechselwirkung von Bakterien sowohl
mit Wurzeln als auch mit menschlichem Gewebe sind. Als so genannte
opportunistische oder fakultative Pathogene werden Bakterien
der Gattungen Burkholderia, Stenotrophomonas und Ochrobactrum besprochen,
welche unter anderem auch Vertreter mit potentiell biotechnologischem
Interesse für die biologische Kontrolle von phytopathogenen
Pilzen in der Rhizosphäre stellen.
■ M. Rothballer, M. Schmid, A. Fekete, A. Hartmann: Comparative in
situ analysis of ipdC-gfpmut3 promotor fusions of Azospirillum brasilense strains
Sp7 and Sp245. Environmental Microbiology 7 (2005) 1839-1846.
In dieser Publikation wird erstmals gezeigt, dass die Biosynthesegene
für die bakterielle Auxinproduktion tatsächlich in der Rhizosphäre exprimiert
werden. Dazu wurden Promotorfusionen des ipdC-Gens mit dem
gfp-Gen hergestellt und die Transkription des Gens für die Indolpyruvatdehydrogenase
(ipdC) getestet. In vitro wurde eine Steuerung der Transkription
durch verschiedene Aminosäuren festgestellt. Interessanterweise
unterscheiden sich die Promotorregionen verschiedener Stämme
beträchtlich, sodass mit stammspezifischen Feinregulationen der Auxinsynthese
zu rechnen ist.

Gefahr durch naturnahes Wohnen
Radioaktives Thoron entweicht aus porösem Gestein
Direkt in die Felsen hineingegraben sind die traditionellen Höhlenwohnungen
in der zentralchinesischen Region Gansu. Radioaktive Zerfallsprodukte
des ausgasenden Thoron machen dieses natürliche Raumklima leider
gesundheitsschädlich. Foto: Jochen Tschiersch
Stand bislang die Konzentration
von radioaktivem Radon
( 222 Rn) bei Raumluftmessungen
im Vordergrund, so wird man
wohl in Zukunft einem weiteren Radionuklid
ähnliche Aufmerksamkeit
widmen müssen: Thoron ( 220 Rn), ein
Radon-Isotop der Thorium-Zerfallsreihe,
strahlt in Wohnräumen stärker als
bisher angenommen. Vor allem,
wenn Zimmer rundum aus natürlichem
Baumaterial geformt sind und
keine Wand- und Bodenabdichtungen
haben, wie es etwa bei vielen Lehmbauten
in Entwicklungsländern oder
auch in zentralchinesischen Höhlenwohnungen
der Fall ist. Letztere untersuchte
das Team um Dr. Jochen
Tschiersch vom GSF-Institut für
Strahlenschutz in Kooperation mit
einem Institut des chinesischen
Gesundheitsministeriums.
■ Thoron befindet sich – ebenso wie
Radon – auf der ganzen Welt in Gestein
und Boden. Etwa 30 Millionen
Menschen leben in der zentralchinesischen
Region Gansu in traditionellen
Höhlenwohnungen, die direkt in die
terrassierten Hänge eines ausgedehnten
200 Meter mächtigen Lössplateaus
gegraben werden. Erhöhte
Radonkonzentrationen und Lungenkrebsraten
in dieser Region veranlasste
die Forscher, die Innenraumkonzentrationen
genauer zu analysieren.
■ Radon und Thoron gasen aus dem
Gesteinsmaterial aus. Die ebenfalls
Dicht an der Wand ist die Thoronkonzentration
am größten. Da nach einer
knappen Minute jedoch die Hälfte
des Isotops zerfallen ist, werden vor
allem seine Töchterprodukte von den
Höhlenbewohnern eingeatmet.
Grafik: Jochen Tschiersch
radioaktiven Töchterprodukte, die
beim nachfolgenden Zerfall entstehen,
binden an Staubpartikel und werden
so eingeatmet. „Diffusion, Zerfallsketten
und Partikelbindung sind
jedoch bei beiden Substanzen unterschiedlich,
so dass nicht automatisch
von Radon auf die Thoron-Verteilung
im Raum und damit auf die relevante
Inhalationsdosis geschlossen werden
kann“, erklärt Tschiersch.
■ Im Gegensatz zu Radon mit 3,8 Tagen
hat Thoron eine deutlich kürzere
Halbwertzeit von lediglich 56 Sekunden,
so dass kaum Zeit für eine relevante
Diffusion in die Raumluft bleibt.
Die üblichen Messgeräte – passiv arbeitende
Dosimeter – berücksichtigen
daher bisher hauptsächlich die Radonemission.
Zudem lassen in industrialisierten
Wohnbauten schon geringe
Diffusionsbarrieren wie ein Verputz mit
Anstrich oder Tapeten den Thoronaustritt
auf ein Minimum schrumpfen und
machen ihn so scheinbar bedeutungslos.
■ Unter den einfachen Wohnbedingungen
der Höhlenappartements ist
dies jedoch völlig anders. „Um die
tatsächliche Strahlenbelastung zu erfassen,
wollen wir ein geeignetes
Raummodell und verbesserte Messmethoden
entwickeln“, so Tschiersch.
■ Neben einer vom Wandabstand abhängigen
Thoronkonzentration ermittelten
die Forscher deshalb die potentielle
Alphaenergie-Konzentration (PA-
EC) der Töchterprodukte. PAEC ist die
eigentlich relevante Basis für Dosisberechnungen,
weil sie die deponierte
Energie der Zerfallsprodukte berücksichtigt.
„Und diese ist für die Thoron-
Zerfallsprodukte fast 14-mal höher als
für die Radon-Folgesubstanzen pro
Zerfall der jeweiligen Mutternuklide“,
erklärt Tschiersch.
■ Auch wenn Thoron selbst also insgesamt
weniger Zeit für die Diffusion
in den Innenraum bleibt, tragen seine
Töchterprodukte so massiv zur inhalativen
Strahlendosis bei, dass Thoron
die Bewohner ähnlich stark belastet
wie Radon; jedenfalls in den Höhlenwohnungen
in Gansu.
■ Thoron sollte deshalb sehr wohl bei
der inhalativen Dosis einberechnet
und auch beim Messen mit passiven
Dosimetern berücksichtigt werden.
■ Weitere Detail- und Dosisstudien in
Form von Feld- und Laborversuchen,
die wiederum Grundlage für epidemiologische
Fall-Kontrollstudien bilden
könnten, sollen bald folgen.
■ Gefahr Thoron, so fern und doch so
nah? Nicht nur in Gansu kennt man
traditionelle Bauweisen: Vielleicht wäre
es sinnvoll, auch in Deutschland
Fachwerkhäuser mit Lehmmauerwerk
oder neue Raumklimatrends wie atmungsaktiven
Natursteinputz kritisch
zu überprüfen.
■ Susanne Stoll
Literatur:
J. Tschiersch, M. Müsch: Radon Exposure in
Homes: Is the Contribution of 220Rn (Thoron) to
Dose Always Negligible? Proceedings of the 9th International
Conference on Health Effects of Incorporated
Radionuclides Emphasis on Radium, Thorium,
Uranium and their Daughter Products. (HEIR
2004) Nov 29-Dec 1 (2004) Neuherberg, Germany.
GSF-Bericht 06/05, Institut für Strahlenschutz.

Gesund statt strahlend
Pflanzen mit verringerter Radionuklid-Aufnahme gesucht
Neben Nährstoffen können
Pflanzen auch instabile
Atome, die radioaktiven
Zerfall zeigen, aus der Umwelt
aufnehmen. Wenn diese Radionuklide
in die Nahrungskette des
Menschen gelangen, können sie
schädigen – wie von Nuklearunfällen
bekannt ist. Doch gibt es innerartliche
Unterschiede: Manche
Individuen einer Art nehmen weniger
instabile Atome auf als andere.
Die dafür verantwortlichen
Gene zu finden, ist das Ziel der Arbeitsgruppe
Radioökologie am
GSF-Institut für Strahlenschutz.
Deren Leiterin, PD Dr. Katharina
Schneider, kam vor eineinhalb
Jahren an die GSF und fühlt sich
hier bestens integriert: „Ich wurde
sehr unterstützt – sowohl materiell,
aber auch durch den fachlichen
Austausch mit Kollegen. Das
hat mir beim Aufbau meines neuen
Arbeitsgebiets geholfen: über
einen genetischen Ansatz die Voraussetzung
zu schaffen, Nutzpflanzen
mit vermindertem Gehalt an
Radionukliden zu züchten.“
■ Im Moment laufen Versuche mit
radioaktiven Caesium (Cs)- und
Strontium (Sr)-Isotopen. Beide
Radionuklide waren hauptsächlich
für die Kontamination nach dem
Unglück in Tschernobyl verantwortlich.
Als Modellsysteme wurden
zunächst Ackerschmalwand
und Bäckerhefe im Labor etabliert,
zwei genetisch gut charakterisierte
Organismen mit vollständig sequenziertem
Erbgut. Erste Versuche
mit verschiedenen Wildtyp-
Hefestämmen zeigten: Bei gleichen
Bedingungen nahmen die
Stämme unterschiedlich viele
Radionuklide auf. Nun will man
wissen, welche der insgesamt
6 000 Hefegene dafür verantwortlich
ist.
■ Für 4 600 dieser Erbanlagen gibt
es lebensfähige Mutanten, in denen
jeweils genau ein Gen ausgeschaltet
ist. „Die nehmen wir alle
einzeln unter die Lupe“, erklärt
Schneider und präsentiert ihr
wichtigstes Hilfsmittel: ein automatisches
Gamma-Spektrometer
zum Nachweis der Gammastrahlung,
die die eingesetzten Radionuklide
aussenden. „Mit diesem
Gerät können wir bis zu 1 000 Proben
per Knopfdruck über Nacht
analysieren.“
Damit die Ackerschmalwand-Pflänzchen
nach zehn Tagen unbeschadet
in caesiumhaltiges Medium gesetzt
werden können, werden sie auf einem
Agarpfropfen in unten offenen
Eppendorf-Hütchen herangezogen.
Foto: Michael van den Heuvel
Zunächst zeigten die Forscher mithilfe
der genetisch gut charakterisierten
Hefe, dass verschiedene
Wildtyp-Stämme bei gleichen Bedingungen
unterschiedlich viele Radionuklide
aufnehmen.
Foto: Katharina Schneider
Dass sich bestimmte Sorten besser
für verseuchte Böden eignen als andere,
haben Feldversuche gezeigt.
Hier in Pettenbrunn stellten die Forscher
anhand des Caesium- und
Strontiumgehalts in Boden und Winterweizen
fest, welche Sorten mehr
und welche weniger Radioaktivität
aufnehmen.
Foto: Wolfgang Schultz
■ Das Erbgut der Ackerschmalwand
ist mit 25 000 Genen zu groß
für systematische Tests an Mutanten,
die in einzelnen Genen defekt
sind. Hier machen sich die Wissenschaftler
die natürliche Vielfalt in
Form verschiedener Ökotypen zunutze,
die sich im Lauf der Zeit an
unterschiedliche geographische
Regionen angepasst haben. Eine
Doktorarbeit läuft derzeit über die
Analyse von 96 unterschiedlichen
Linien, die in Flüssigmedium angezogen
werden. Die auf einem
Agarpfropfen in unten offenen Eppendorf-Hütchen
herangezogenen
Pflänzchen werden am zehnten Tag
nach der Aussaat in Cs-haltiges
Medium gesetzt, nach weiteren
zehn Tagen werden Blätter jedes
Ökotyps separat geerntet und im
Gammaspektrometer vermessen.
Die Pflanzen mit der höchsten und
der schwächsten Radionuklid-Aufnahme
repräsentieren die Extreme,
von deren gemeinsamer Nachkommenschaft
die größtmögliche Variabilität
zu erwarten ist. Dann soll
die Beziehung zwischen der Vererbung
verschiedener Abschnitte des
Erbguts und der Radionuklidaufnahme
in individuellen F2-Pflanzen,
also in der Enkelgeneration,
untersucht werden, um die Genorte
zu finden, die das Aufnahmeverhalten
für Radionuklide steuern.
■ Dass diese Grundlagenforschung
auch praktisch relevant ist, haben
die Forscher bereits an 28 Winterweizensorten
auf drei bayerischen
Standorten mit sehr geringen Mengen
an Radiocäsium und -strontium
bewiesen: Sie fanden Sorten,
die besonders wenig aufnehmen
und sich damit für den Anbau auf
belasteten Böden anbieten – etwa
in der noch immer verseuchten Region
um Tschernobyl. Auf kontaminiertem
Gelände in Russland betreut
Schneider derzeit ein Projekt,
in dem unter 20 Maissorten nach
geeigneten Pflanzen gesucht wird:
„So gelangen wir vom Modell in
die Praxis, um schließlich die
Strahlenbelastung über die Nahrungskette
zu mindern.“
■ Sibylle Kettembeil
Literatur:
W. Schimmack et al.: Soil-to-grain transfer of
fallout 137Cs for 28 winter wheat cultivars as observed
by field experiments. Radiation and Environmental
Biophysics 42 (2004) 275-284.

Neutronendetektor auf der Zugspitze
misst kosmische Strahlung
Beeinflussen
Strahlen aus
dem All unser
Klima? GSF-Wissenschaftler
wollen diese
Frage zusammen
mit dem meteorologischen
Institut der
Ludwig-Maximilians
Universität München
beantworten. Das
hierfür errichtete Labor
der Umweltforschungsstation
(UFS)
Schneefernerhaus
nahm Anfang Oktober
seinen Betrieb
auf. Gefördert wird
das Projekt im Rahmen
der Klimaforschung
vom BayerischenStaatsministerium
für Umwelt, Gesundheit
und Verbraucherschutz.
■ Die Erde ist einem ständigen
Bombardement von energiereichen
Teilchen aus dem Weltall ausgesetzt.
Das Magnetfeld der Sonne
schirmt diese Teilchen teilweise ab,
so dass deren Intensität auf der Erde
vom 11-jährigen Sonnenflecken-
Zyklus, der ein Maß für die Sonnenaktivität
darstellt, abhängt. Auch
unsere Atmosphäre schützt vor kosmischen
Strahlen. Dabei entstehen
allerdings auch neue Teilchen, die
als Sekundärstrahlung bezeichnet
werden. „Weil sich die physikalischen
und chemischen Eigenschaften
der Erdatmosphäre in den letzten
Jahren teilweise erheblich gewandelt
haben – so ist der CO 2 -Gehalt
seit Beginn der industriellen
Revolution stark angestiegen – ist
zu erwarten, dass sich auch die
Wechselwirkungen der kosmischen
Strahlung mit der Atmosphäre bereits
verändert haben oder dies in
Zukunft tun werden“, erklärt Dr.
Werner Rühm vom Institut für
Strahlenschutz. Denkbar ist etwa,
dass Strahlungspartikel beim Aufprall
auf Atmosphärengase Kondensationskeime
erzeugen, die verstärkt
Wolken bilden.
Dünne Luft umgibt
die UmweltforschungsstationSchneefernerhaus
auf
der Zugspitze
(oben). Ein idealer
Standort für
das neue Labor
(unten), um das
Zusammenspiel zwischen kosmischer
Strahlung und Atmosphäre
zu untersuchen. Fotos: Vladimir Mares
■ Die UFS in 2 650 Metern Höhe ist
ein idealer Standort, um dieses Gefüge
zu untersuchen: Weil die Dichte
der Luft hier geringer als im Tal ist,
schwächt die Atmosphäre kosmische
Strahlen weniger stark ab; es
kann genauer gemessen werden.
Zudem erfassen Forscher auf der
UFS bereits umfangreiche luftphysikalische
und -chemische Daten.
„Erstmals können die vom Deutschen
Wetterdienst und dem Umweltbundesamt
im Rahmen des
‚Global Atmosphere Watch’-Programms
routinemäßig erhobenen
meteorologischen Parameter wie
Lufttemperatur,
Niederschlagsmenge,
relative Luftfeuchte
und Sonnenscheindauer
mit den von
uns gemessenen kosmischen
Strahlen verknüpft
und so deren
Einfluss auf die Atmosphäre
untersucht
werden“, sagt Rühm.
■ Gemessen wird die
Strahlung mit Hilfe
eines Vielkugelspektrometers.
Dieses besteht
aus 16 mit 3 He-
Gas gefüllten Detektoren,
die von
weißen Polyethylenkugeln
verschiedener
Durchmesser umgeben
sind. Da die Detektoren
nur auf langsame
Neutronen mit
niedriger Energie reagieren,
werden energiereichere,
also schnellere Neutronen
mit Hilfe der Polyethylenkugeln
vor dem Messen
abgebremst. Je größer die
Kugeln sind, umso energiereichere
Teilchen bremsen
sie ab. Durch Kombination
der Messergebnisse der
verschiedenen Kugeln kann
das Energiespektrum der einfallenden
Neutronen über einen weiten Bereich
von etwa einem Milli-Elektronenvolt
bis zehn Giga-Elektronenvolt rekonstruiert
werden.
■ Damit das so gewonnene Neutronenspektrum
nicht durch umgebende
Materialien – besonders durch Wasserstoff
– verfälscht wird, hat das Labor
ein Spitzdach mit einem Neigungswinkel
von 64 Grad. „Schnee
kann deshalb die Ergebnisse nicht beeinflussen;
er rutscht sofort ab“, so
Rühm.
■ Monika Gödde
Literatur:
H. Svensmark, E. Friis-Christensen: Variation of
cosmic ray flux and global cloud coverage – a missing
link in solar-climate relationships. Journal of
Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 59
(1997) 1225-1232.