Die Verwendung der Infrarotstrahlung
... in der biomedizinischen Forschung:
Biologische Strukturen (Enzyme, Proteine) zeigen gerade im infraroten Wellenlängenbereich sehr viele Vibrationsbanden, die für die Diagnostik von biologisch interessanten Prozessen genutzt werden können. Da dieser Wellenlängenbereich bisher nicht zugänglich war, konzentrierte sich die Biomedizin hauptsächlich auf verfügbare konventionelle Laser. Der große Vorteil des FEL - variable Wellenlänge, Pulsenergie und Pulslänge - ist für diese Experimente von großer Bedeutung.
So führt die Untersuchung der Schwingungsdynamik der Proteine zum besseren Verständnis der Energieübertragung in biologischen Systemen. Für die Untersuchung der internen Struckturveränderung von lebenden Zellen ist die Entwicklung von neuartigen Techniken in der Nah-Feld-Mikroskopie und der zeitaufgelösten Spektroskopie notwendig.
... in der Chemie:
Die außerordentlich intensive Strahlung, die aus FELs gewonnen wird, ermöglicht schnellere und bessere Experimente. Struckturbestimmungen an Nanokristallen, ultraschnelle Beugungsexperimente und hochgenaue Analytik sind nur einige weitere Möglichkeiten die FEL-Strahlung in der Chemie zu nutzen. Man könnte sich auch noch vorstellen katalysatorische Wirkungen bestimmter Substanzen zu beeinflussen oder die Dynamik solcher Prozesse zu verändern.
... bei Umweltproben:
Die Empfindlichkeit der konventionellen Infrarotspektroskopie ist bei den für Umweltproben niedrigen Konzentrationsbereichen oft nicht ausreichend.
Das Infrarotlicht vom Rossendorfer FEL ist, wegen seiner hohen Intensität, für spektrometrische Messungen von gelösten oder aufgenommenen organischen Stoffen und deren Schwermetallverbindungen in umweltrelevanten Konzentrationsbereichen (Flächen von einigen Qudratmikrometer mit wenigen Mikrogramms) hervorragend geeignet. Die sehr kurze Pulslänge (kleiner als 10 Pikosekunden) gestattet auch die Untersuchung schneller Prozesse. Vor allem sollen von Bodenbakterien ausgelöste Transport- und Konzentrationsvorgänge mikroskopisch untersucht werden.
Der am Rossendorfer FEL einzurichtende Messplatz für Umweltproben mit seinen neu zu entwickelnden Nachweismethoden wird auch für die Messung von radioaktiven Substanzen ausgelegt werden. Er stellt damit eine einzigartige Experimentiereinrichtung für die radioökologische Forschung in Deutschland dar.
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