The sharing of data and biomaterials from publicly funded experimental radiation science adds enormous value to the original investment. Sharing will yield substantial scientific rewards through re-analysis and new investigations. The goal of STORE is to generate a platform that will allow the storage and retrieval of both data and the corresponding biological material from past, current and future radiobiological studies.
Auch wenn in Deutschland der Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen wurde, gibt es weltweit Bestrebungen neue Kernreaktoren der Generation IV zu entwickeln. Das neue Reaktorkonzept soll eine erhöhte Sicherheit aufweisen, den Brennstoff nachhaltiger ausnutzen und den Brennstoffkreislauf schließen. Eine Option für die dabei benötigten neuartigen Brennstoffe bietet der Einsatz von Molybdän als inerte Matrix, in die der Kernbrennstoff eingebettet wird. Mit der Entwicklung dieser neuen Brennstoffmatrices beschäftigt sich das ASGARD-Projekt. Für die nach dem Einsatz im Kernkraftwerk benötigten Wiederaufarbeitungsschritte ist es wichtig, die Lösungsspezies der Molybdän-Matrix zu charakterisieren und quantifizieren. Darüber hinaus soll der Einfluss des Brennstoffes in der Brennstoffmatrix auf die gebildeten Spezies verstanden werden. Als Methode zum direkten Nachweis aller in Lösung vorkommender Spezies dient die nano-Elektrospray Ionisations Flugzeit Massenspektrometrie (nano-ESI TOF MS). Mit dieser sanften Ionisationsmethode lassen sich die relativen Anteile geladener Spezies in Lösung abbilden. Unterstützt wird die Methode durch den Einsatz von Röntgenabsorptionsspektroskopie, Raman/IR-Spektroskopie und Ionenchromatografische Methoden, um die gebildeten Spezies umfassend zu charakterisieren.
Neuere epidemiologische Studien geben Hinweise, dass das Krebsrisiko nach Expositionen, die den Dosisgrenzwerten für beruflich strahlenexponierte Personen entsprechen, höher sein könnten als gegenwärtig von der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) angenommen (Highlight: Krebsrisiko nach Exposition mit niedrigen Dosen. Die Höhe der Strahlenrisiken einzelner Krebstypen und -lokalisationen und ihre Abhängigkeiten von Strahlenart und individuellen Faktoren sind im Wesentlichen unbekannt. Der innovative Forschungsansatz des Projektes kombiniert Epidemiologie und Strahlenbiologie, um Krebsrisiken nach Expositionen mit niedrigen Dosen oder Dosisraten zu erfassen. Schlüsselfaktoren der Karzinogenese nach Strahlenexposition wie die genomische Instabilität werden in Krebsgeweben und Blutproben von Mitgliedern der französischen Kohorte von Hämangiomapatienten und der Kohorte der Majak Arbeiter, und von ukrainischen Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall analysiert. Der interzelluläre Signalaustausch nach Exposition mit niedriger Dosis und sein Einfluss auf Apoptosis, genomische Instabilität und Zellproliferation und -differenzierung werden mit Zellkulturen und dreidimensionalen Gewebemodellen untersucht. Dies schließt Experimente mit Stammzellen ein, die aus gesundem menschlichem Brustgewebe isoliert werden sollen. Die Ergebnisse der strahlenbiologischen Experimente werden in Modelle der Karzinogenese nach Strahlenexposition integriert. Mit diesen Modellen werden Daten der folgenden strahlenepidemiologischen Kohorten analysiert: Atombombenüberlebende von Hiroshima und Nagasaki, französische, schwedische und italienische Schilddrüsenkrebspatienten, Majak Arbeiter, schwedische Hämangiomapatienten, ukrainische Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall und beruflich strahlenexponierte Personen in Großbritannien. In den Kohorten werden Krebsrisiken für die weibliche Brust, die Lunge, die Schilddrüse und den Verdauungstrakt nach Exposition mit niedrig-LET Strahlung (externe Gammastrahlung oder interne Strahlung von inkorporiertem 131I) und für die Lunge nach Exposition mit hoch-LET Strahlung (Alpha-Strahlung von inkorporiertem Plutonium) analysiert. Basierend auf den Analysen der strahlen-epidemiologischen Daten werden Lebenszeitrisiken in Abhängigkeit von individuellen Risikofaktoren berechnet. Mögliche Anwendungen liegen in einer Überprüfung geltender Dosisgrenzwerte und in einer Optimierung von medizinischen Strahlenanwendungen.
Up to now fuel development and qualification has been a long and expensive process essentially based on an empirical approach. European experts currently have an adequate knowledge of conventional fuel manufacturing and its behaviour under operating conditions encountered during 50 years of industrial application and R&D activities. For innovative fuel systems, however, the empirical approach has reached its limit and cannot be easily extrapolated to new materials, new environments, or new operating conditions because the basic underlying mechanisms governing manufacturing, behaviour and performance remain largely poorly understood. One of the challenges for the next years is to supplement the empirical approach by a physically based description of ceramic fuel and cladding materials. To do so, the F-BRIDGE project, which stands for Basic Research for Innovative Fuels Design for GEN IV systems, intends to develop a new approach to fuel development by building a bridge (integration and transfer) between basic research activities and technological applications for the Generation IV fuel-cladding systems.