METODY JĄDROWE  W MEDYCYNIE I BIOLOGII

Pierwsze w historii zdjęcie rentgenowskie z 1895 roku przedstawiające lewą dłoń Berthy, żony Wilhelma Röntgena, otworzyło drzwi do rozwoju technik obserwacji tego, czego nie widać gołym okiem. I tak, obecnie obrazowanie rentgenowskie pozwala na tworzenie trójwymiarowych obrazów i szczegółowych przekrojów organizmów żywych. Naświetlenie tkanki protonami czy promieniowaniem synchrotronowym pozwala na stworzenie mapy rozkładu wybranych pierwiastków w badanym materiale (w ten sposób możemy np. badać rolę poszczególnych pierwiastków w tworzeniu płytki miażdżycowej). Metodą magnetycznego rezonansu jądrowego potrafimy obrazować pracę maleńkiego serca myszy i badać mechanizmy jego niewydolności, możemy obserwować aktywność neuronów w diagnostyce urazów rdzenia kręgowego.

Badamy wpływ promieniowania jonizującego na poziomie komórkowym i rozwijamy metody dozymetrii tego promieniowania dla potrzeb radioterapii i medycyny nuklearnej, ochrony przed promieniowaniem w warunkach ziemskich, a także oceny narażenia pilotów samolotów i astronautów.

Akcelerator Van de Graaffa – precyzyjne narzędzie
w badaniach przyrodniczych i medycznych

Do badania różnych własności materiałów stosuje się m.in. rozpędzone do dużych prędkości jony. Akceleratory (przyspieszacze) jonów są zasilane wysokim napięciem od kilkudziesięciu tysięcy do nawet milionów woltów. Opracowany
i opatentowany w 1935 roku przez amerykańskiego inżyniera Roberta Van de Graaffa generator jest wykorzystywany do dziś
w laboratoriach badawczych.
Rozpędzone jony bombardują badany materiał, a zachodzące wówczas procesy fizyczne mogą służyć np. do analizy składu pierwiastkowego – możemy określić ilość danego pierwiastka
i podać jego dokładną lokalizację w badanej próbce.

Używając akceleratora potrafimy też precyzyjnie naświetlać pojedyncze żywe komórki pojedynczymi protonami. Powstające uszkodzenia radiacyjne w komórkach dostarczają informacji na temat kluczowych procesów biologicznych, takich jak apoptoza (programowana śmierć komórki), naprawa DNA, sygnalizacja międzykomórkowa (m.in. efekt sąsiedztwa, ang. bystander effect), regeneracja i naprawa komórki itp. Więcej: link do artykułu A.W.+J.L.

Kontakt: Wojciech Kwiatek
Zakład Spektroskopii Stosowanej (NZ52)


Narażenie kosmonautów na promieniowanie kosmiczne

Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) na orbicie Ziemi od siedmiu lat realizowany jest z udziałem naukowców
z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, eksperyment
o nazwie MATROSHKA. Rozpoczął się on, gdy w styczniu 2004 rakieta Progress wyniosła na orbitę model ciała ludzkiego (tzw. fantom), zawierający dużą liczbę miniaturowych czujników promieniowania – detektorów termoluminescencyjnych. Większość tych detektorów pochodzi z IFJ PAN. Zebrane dane stanowią materiał do oceny ryzyka narażenia na promieniowanie w przestrzeni kosmicznej, zwłaszcza
w kontekście podróży międzyplanetarnych.

Więcej: P.B. Eksperyment MATROSHKA - określenie rzeczywistego narażenia na promieniowanie kosmiczne astronautów pracujących na orbicie


Kontakt: Pawel Bilski
Zakład Fizyki Radiacyjnej i Dozymetrii (NZ58)