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Sicherheit, Industrie und Gesundheit
Das öffentliche Bild von Teilchenbeschleunigern ist geprägt von den gewaltigen Anlagen für die physikalische Grundlagenforschung. Dieses Bild wurde gefestigt durch die breite Berichterstattung zum Large Hadron Collider als die größte Maschine, die jemals gebaut wurde.
Neben der Physik nutzen längst viele andere wissenschaftliche Disziplinenn beschleunigerbasierte Methoden. Beschleuniger treiben Lichtquellen für die Forschung an, mit denen sich die Struktur von Materialien auf einzigartige Weise untersuchen lassen - vom Aufbau komplexer Proteine bis hin zum Verständnis der Funktion von hochleistungsfähigen Materialien. Beschleuniger helfen zudem im Kampf gegen Krebs, in der industriellen Fertigung, bei der Eindämmung von kriminellem Warenverkehr sowie bei der Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags. Konzeptstudien zufolge liefern Beschleuniger zudem eine mögliche Antwort für die noch ungelöste Entsorgungsfrage der fast 17.000 Tonnen hoch radioaktiven Brennmaterials, die alleine in Deutschland bis 2022 anfallen.
Damit bilden Teilchenbeschleuniger ein Paradebeispiel für die stille Diffusion von Technologie aus der Grundlagenforschung in andere Bereiche der Gesellschaft.
# Physik der kleinsten Teilchen
Ohne Teilchenbeschleuniger wären große Teile des physikalischen Weltbilds noch mittelalterlich. Denn erst mit beschleunigten Teilchen bekamen Physkerinnen und Physiker ein Instrument an die Hand, um an fundamentale Erkenntnisse über Atome, Atomkerne und die Kräfte zwischen den kleinsten Teilchen zu gelangen.
(Physikerinnen und Physiker sind meist die ersten Nutzergruppen neuer Beschleunigertechnologien; zum einen weil ihre Ansprüche so groß sind und man ihnen auch mehr abverlangen kann als anderen Nutzergruppen)
# Multidisziplinäre Forschung
Längst übersteigt der Bedarf anderer Disziplinen an beschleunigergestützten Untersuchungsmethoden den der Physik. Phyikerinnen und Physiker nur noch eine wissenschaftliche und
in nicht-physikaliche Disziplinen vorgedrungen.
Bei der beschleunigergestützten Massenspektroskopie handelt es sich um einer Weiterentwicklung der C14-Radiokohlenstoffdatierung. Sie ermöäglicht die Altersbestimmung von Fossilien und archäologischen Funden.
Synchrotronlichtquellen und Freie Elektronen-Laser ermöglichen Forschenden zu Erkenntnissen in der den Lebenswissenschaften und der Materialforschung, die mit keinen anderen Analyseverfahren möglich sind.
Beschleunigerbetriebene Neutronenquellen finden vor allem in der Materialwissenschaft Einsatz und bilden eine wichtige (und nachhaltigere) Alternative zu reaktorbasierten Neutronenquellen.
# Sicherheit
- Frachtdurchleuchtung mit Röntgenstrahlen (100?)
Zum Bereich der Sicherheit lassen sich auch die anwendungsbezogene Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Kernenergie rechnen.
Zum einen verspricht die beschleuniger-betriebene Transmutation eine Lösung für das Problem der Entsorgung der tausenden Tonnen radioaktiven Materials, das in den vergangenen Jahrzehnten in Kernspaltungs-Reaktoren angefallen ist.
- beschleuniger-betriebene unterkritische KernspaltuÌng
- Materialforschung für Kernfusionsreaktoren
# Industrielle Anwendung
- Ionen-Einbringung (11000)
- Ionenstrahl-Analyse (300)
- Materialbearbeitung (7500)
- Sterilisation von Lebensmitteln (750)
- Sterilisation von Medizinprodukten
- Wasseraufbereitung (5)
- Saatgutbehandlung
- 2D-Druck
- 3D-Druck
# Gesundheit
Teilchebeschleuniger retten Leben. Sie sind längst unverzichtbares Werkzeug der Medzin bei der Diagnose von Krankheiten und im Kampf gegen Krebs.
Radiosotope aus medizinischen Zyklotrons helfen bei der Untersuchung von Stoffwechselprozessen, durch die sich im Körper Krebstumore, Demenz und Epilepsie verorten lassen.
Sie kommen auch in der Strahlentherapie zum Einsatz, bei der Krebstumore von Innen zerstört werden. Elektronenbeschleuniger spielen in der externen Strahlentherapie eine wichtige Rolle, da sich mit ihnen hochenergetische Röntgen- und Gammastrahlen erzeugen lassen. Seit 1900 kommen auch beschleungte Protonen oder Kohlenstoffionen zum Einsatz, die aufgrund iher Wechselwirkung mit lebender Materie tiefe Stelle im Körper erreichen können, ohne auf ihrem Weg gesundes Gewebe zu beschädigen.