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Röntgenblicke: Verstecken ist zwecklos!

Röntgen-Spektroskopie ist heute in der Medizin genauso wichtig wie für die Datierung von Kunstwerken. Die TU Wien organisiert eine internationale Konferenz über die Strahlen, die Unsichtbares sichtbar machen.

PART - der "portable art analyzer"

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Blick in ein Röntgen-Fluoreszenz-Gerät

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Blick in ein Röntgen-Fluoreszenz-Gerät

Blick in ein Röntgen-Fluoreszenz-Gerät

Blick in ein Röntgen-Fluoreszenz-Gerät

Bei „Röntgenstrahlung“ denkt man meist zuerst an die Röntgengeräte im Krankenhaus – doch sie hat viel mehr zu bieten. Röntgen-Spektroskopie-Methoden wurden in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt und halten in ganz unterschiedliche Forschungsbereiche Einzug: Von der Archäologie bis zur Nanoelektronik, von der Kunstgeschichte bis zur Materialwissenschaft. Diese bunte Themenvielfalt wird ab 18. Juni bei einer großen internationalen Konferenz in Wien diskutiert.

Atome antworten auf Röntgenstrahlen
Wenn man Knochenbrüche im Krankenhaus abbildet, wird bloß die Tatsache ausgenützt, dass unterschiedliche Materialien (etwa Haut und Knochen) die Röntgenstrahlen unterschiedlich transparent sind. Röntgenstrahlen können aber auch auf ganz charakteristische Weise absorbiert oder ausgesandt werden, wenn Elektronen im Atom ihren Platz wechseln – also etwa von einer Bahn weit weg vom Atomkern zu einer Bahn mit niedrigerer Energie in der Nähe des Kerns springen. „Diesen Quantensprüngen entsprechen je nach Atomsorte unterschiedliche Energien – und daher lässt sich mit Hilfe von Röntgenstrahlung erkennen, mit welchen Atomen man es zu tun hat“, erklärt Prof. Peter Wobrauschek vom Atominstitut der TU Wien. Objekte lassen sich bestrahlen und auf ihre genaue chemische Zusammensetzung analysieren. Die hohe Nachweisempfindlichkeit macht die Röntgenfluoreszenzanalyse für Umweltproben wie Luft und Wasser oder die Analyse von Blut, aber auch Wein und Whisky so ideal.

Große und kleine Röntgengeräte
Die Anwendungsmöglichkeiten solcher Methoden sind so breit gestreut, dass es heute in der Röntgen-Spektroskopie auch eine riesengroße Palette unterschiedlicher Geräte gibt: In großen Teilchenbeschleunigern, sogenannten Synchrotrons, werden hochenergetische Röntgenstrahlen erzeugt, mit denen Messungen im Nanometerbereich möglich sind und spannende neue Erkenntnisse über biologische Zellen gewonnen werden. Nicht nur in der Medizin und der Biologie, auch in Umweltforschung, Materialwissenschaft und Nanotechnologie sind solche Röntgen-Methoden wichtig.
Für viele Anwendungen benötigt man allerdings auch kleine, transportable Röntgen-Spektroskope – etwa für zerstörungsfreie Untersuchungen in der Archäologie oder der Kunstgeschichte. „Um die Farbpigmente eines Kunstwerks zu analysieren muss man keine kleinen Partikel von ihm abkratzen, es muss nur richtig bestrahlt werden“, sagt Prof. Christina Streli von der TU Wien, Vorsitzende der Röntgen-Konferenz. Solche tragbaren Röntgen-Spektroskope können auch in der Industrie oder für Umweltschutz eingesetzt werden: „Stellen Sie sich vor, Sie müssen Inhaltsstoffe von giftigem Müll untersuchen, oder Sie wollen wissen, ob eine Spielzeug-Lieferung schädliche Substanzen enthält – Röntgen-Untersuchungen geben eine rasche und einfache Antwort darauf“, sagt Christina Streli.

Blick ins Innere des Körpers
Fast unüberschaubar sind die Anwendungsmöglichkeiten in der Medizin: Gewebe und Knochen können dreidimensional analysiert werden. Haben sich Schadstoffe in den Knochen eingelagert? Wie wirkt sich die Ernährung auf Knochen-Einlagerungen aus? In welcher chemischen Verbindung kommen die eingelagerten Atome vor? Mit Röntgen-Spektroskopie können solche Fragen heute beantwortet werden.

Röntgenforschung aus der ganzen Welt, versammelt in Wien
Über 300 Forscherinnen und Forscher aus 44 Ländern werden bei der Konferenz EXRS (European Conference on X-Ray Spectrometry) erwartet, die vom 18. bis 22. Juni in der UNO-City stattfindet. Neue Ideen aus ganz unterschiedlichen Forschungsbereichen sollen dort ausgetauscht und diskutiert werden – es wird um die Technologie von Röntgenquellen, Röntgenoptik und Röntgendetektoren genauso gehen wir um neue, innovative Anwendungsmöglichkeiten oder neue mathematische Methoden für eine präzisere Auswertung der Messdaten. Die EXRS findet bereits zum 14. Mal statt – zum zweiten Mal konnte sie heuer nach Wien geholt werden.

 

Mehr über die EXRS 2012:http://www.ati.ac.at/EXRS2012/