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Absorbieren Neutronen mit Bor-Nanopartikeln

Absorbieren Neutronen mit Bor-Nanopartikeln - Dummies

Wissenschaftler, die die Anwendungen der Nanotechnologie in der medizinischen Versorgung erforschen, haben gezeigt, dass Bor-Nanopartikel im Kampf gegen Krebs vielversprechend sind.

Bor ist in seiner Hauptform ein Element, das verwendet wird, um die Reaktionsrate in Kernreaktoren durch Absorption von Neutronen zu steuern. Neutronen sind ungeladene Teilchen, die zusammen mit Protonen (positiv geladene Teilchen) den Kern von Atomen bilden.

Wenn Neutronen mit dem Kern von Atomen wie Uran kollidieren, spalten sie das Uranatom auf (teilen sich in zwei andere, kleinere Atome) und erzeugen Energie. Weil es Neutronen absorbieren kann, kann Bor verwendet werden, um diese Reaktion zu stoppen.

Zwei Arten von Boratomen (so genannte Isotope) kommen natürlicherweise vor. Der Typ des Bor-Atoms, der in 80% der Fälle am häufigsten auftritt, hat 5 Protonen und 6 Neutronen in seinem Kern. Da dies 11 Neutronen ergibt, heißt es Bor-11.

Das Bor, das natürlich die anderen 20 Prozent der Zeit auftritt, hat 5 Protonen und 5 Neutronen und wird Bor-10 genannt. Es ist dieses Isotop, das Neutronen gut absorbieren kann. Kerntheoretiker sagen, dass Bor-11 stabiler als Bor-10 ist, weil die Neutronen in Bor-11 gepaart sind, das fünfte Neutron in Bor-10 jedoch ungepaart ist. Wenn also ein Neutron durch das ungepaarte Neutron wandert, ergreift es es.

Forscher liefern Boron-Nanopartikel an Krebstumoren, indem sie gezielte Methoden zur Medikamentenabgabe einsetzen und den Tumor dann mit Neutronen bestrahlen. Wenn Bor ein Neutron absorbiert, zerfällt es und sendet geladene Teilchen aus, die Alpha-Teilchen genannt werden und die Krebszellen zerstören.

Sie können den Tumor nicht direkt mit Alphateilchen bestrahlen, da es sich um Teilchen mit kurzer Reichweite handelt, die nicht in der Lage wären, durch den Körper in den Tumor einzudringen. Stattdessen verwenden Forscher das Teilchen mit längerer Reichweite, das Neutron, das in das kurzreichweitige, sehr destruktive Alphateilchen umgewandelt wird.

Wenn Bor Neutronen absorbiert, produziert es destruktive Alphateilchen in einem Tumor, wodurch die Wirkung der Neutronen effektiv konzentriert wird und eine niedrige Neutronendosis den Tumor abtöten kann. Obwohl Neutronen nur die meisten Materialien durchdringen, absorbieren einige andere Atome im Körper Neutronen, die das gesunde Gewebe schädigen. Indem die Dosis von Neutronen so niedrig wie möglich gehalten wird, wird die Schädigung von gesundem Gewebe minimiert.