Achter de schermen bij de Groningse deeltjesversneller: onderzoek naar straling en kanker.
Auteurs; Ruben van Luijk & Fleur Oostra -.tvnoord.nl/economie
Hoe voorkom je dat gezond weefsel beschadigt tijdens een kankerbehandeling? Waarom raakt een satelliet soms van slag door straling in de ruimte? En hoe reageren materialen na jarenlang gebruik in een kerncentrale?
Naar dat soort vragen wordt op Zernike Campus, bij PARTREC, onderzoek gedaan. Daarvoor gebruiken wetenschappers een deeltjesversneller die geladen atomen tot enorme snelheden opvoert.
Die miljoeneninstallatie staat in een bunker met metersdikke muren. ‘Die muren zijn nodig om de straling tegen te houden’, zegt Peter Dendooven, sinds 1 mei hoofd van de installatie. ‘Als je straling slim gebruikt kan het een voordeel opleveren, maar je moet wel voorzichtig zijn.’
Als je straling slim gebruikt kan het een voordeel opleveren, maar je moet wel voorzichtig zijn
Peter Dendooven.
De millimeters rond een tumor:
Een groot deel van het onderzoek bij de faciliteit gaat over de bestrijding van kanker. Radiotherapie is een van de meest gebruikte behandelingen tegen deze ziekte. Daarbij wordt de kanker bestraald, maar kan gezond weefsel eromheen ook door de straling geraakt worden. Wat er in dat gezonde weefsel gebeurt zodra het wordt bestraald, daar is nog veel onduidelijkheid over, zegt Dendooven.
Om dat te onderzoeken werken wetenschappers er met cellen, proefdieren en organoïden: kleine stukjes gekweekt weefsel die veel eigenschappen van echte organen hebben. In een nieuwe onderzoeksopstelling worden bestraling en beeldvorming gecombineerd. Daardoor kunnen onderzoekers tot op ongeveer een halve millimeter nauwkeurig volgen hoe weefsel reageert.
De hoop is dat zulke kennis uiteindelijk leidt tot nauwkeurigere behandelingen en minder bijwerkingen. ‘En dat heeft in het verleden geleid tot nieuwe manieren om in het ziekenhuis bestralingen te doen’, zegt Dendooven. ‘Met voordeel voor patiënten.’
Tegelijkertijd wordt voor de kankerzorg onderzoek gedaan naar medische isotopen. Dat zijn radioactieve stoffen die in ziekenhuizen worden gebruikt om ziekten op te sporen en te behandelen. Zo wordt bijvoorbeeld het gebruik van terbium onderzocht, een stof die in scans tumoren zichtbaar kan maken.
Een satelliet van tien jaar oud in één middag:
Dezelfde deeltjesversneller wordt ook gebruikt voor iets heel anders. Een satelliet krijgt tijdens zijn leven voortdurend straling te verwerken. Soms is één energierijk deeltje al voldoende om een elektronisch systeem te verstoren.
Daarom worden chips en printplaten in de faciliteit getest voordat ze de ruimte in gaan. De straling die een satelliet in tien jaar tegenkomt, kunnen onderzoekers in Groningen versneld nabootsen. Dat onderzoek draait om stralingshardheid: hoe goed elektronica blijft functioneren in een omgeving waar voortdurend straling aanwezig is.
Kerncentrales:
Diezelfde stralingshardheid is bovendien relevant bij kernenergie, zegt Dendooven. Materialen in een kerncentrale staan jarenlang bloot aan straling. Onderzoekers willen weten hoe die materialen veranderen, hoe eventuele schade ontstaat en hoe die vroegtijdig kan worden herkend. PARTREC is daarbij een van de instituten die voor het RIVM stralingsmetingen uitvoeren bij een eventuele kernramp. Door straling bij zo’n ramp te analyseren, kunnen onderzoekers bepalen welke radioactieve stoffen aanwezig zijn. Deze informatie is essentieel om de goede maatregelen te kunnen nemen.
Miljoeneninstallatie:
De onderzoeksfaciliteit van PARTREC kost vele miljoenen. Toch is dat de investering waard, zegt Dendooven: ‘Het zorgt voor betere behandeling van patiënten. Dat is als je het zou omrekenen ook flink wat geld waard.’ Ook de andere onderzoeken leveren essentiële kennis op, stelt hij. ‘Ik denk dat deze installatie heel duidelijke voordelen heeft.’
Wat is een deeltjesversneller?
Een deeltjesversneller doet precies wat de naam zegt: hij geeft geladen deeltjes steeds meer snelheid met behulp van elektrische velden. Sommige bereiken snelheden die dicht bij de lichtsnelheid liggen. Vervolgens worden ze gericht op een doelwit geschoten, bijvoorbeeld menselijk weefsel, een chip of een stuk metaal. Door te meten wat er daarna gebeurt, kunnen onderzoekers processen bestuderen die normaal onzichtbaar zijn. Grote versnellers zoals de Large Hadron Collider van CERN worden gebruikt voor fundamenteel onderzoek naar de bouwstenen van het heelal, terwijl kleinere versnellers vaak worden ingezet voor medische toepassingen en materiaalonderzoek.
Straling: gevaarlijk of juist nuttig?
Bij straling denken veel mensen aan kerncentrales of radioactiviteit. Toch is straling overal. Zonlicht is straling. Warmte van een kachel is straling. En vanuit de ruimte bereikt voortdurend kosmische straling de aarde. Sommige vormen zijn onschuldig, andere bevatten genoeg energie om cellen of materialen te veranderen. Daardoor kan straling zowel nuttig zijn, bijvoorbeeld bij kankerbehandelingen, als ongewenste schade veroorzaken. Juist daarom proberen onderzoekers zo precies mogelijk te begrijpen wat straling doet.