Mit dem Röntgenblick in die Materie

9. Juli 2017, 10:00
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Sascha Senck durchleuchtet Oberschenkelknochen genauso wie Raumfahrtbauteile

Wels – Viele Menschen kennen diese Prozedur aus dem Krankenhaus: Der Körper wird durch einen großen Ring geschoben, in dem sich Röntgengeräte drehen. Aus den Bildern des Körpers, die auf diese Art entstehen, kann ein Computer 3D-Ansichten errechnen. Die Anwendung dieser Technik – die Computertomografie, kurz CT – ist aber nicht auf Spitalsdiagnostik beschränkt. Neben der Medizinforschung kommt die Methode in so unterschiedlichen Feldern wie den Werkstoffwissenschaften, der Raumfahrt oder der Anthropologie zum Einsatz.

Sascha Senck blickt bereits auf Erfahrungen in einer ganzen Reihe von Anwendungsbereichen zurück. Der 1980 geborene CT-Spezialist am Campus Wels der FH Oberösterreich hat sich auf die gezielte Anwendung und Weiterentwicklung der Technologie spezialisiert. "3D-gedruckte Metallkomponenten sollen in Zukunft auch in der Raumfahrt eingesetzt werden – dort gibt es aber noch keine allgemeingültigen Qualitätssicherungsstandards, die die Fehlerfreiheit eines Bauteils sicherstellen", erklärt Senck eines der Forschungsgebiete, in dem er ein Projekt betreut. "Wir können mit der Computertomografie mit Auflösungen von bis zu einem Mikrometer in die Bauteile hineinschauen und die interne Geometrie quantifizieren."

Senck und Kollegen konnten bereits Strukturbauteile und Prototypen für die Treibstoffversorgung von Raumfahrzeugen mit dem Welser Phasenkontrast-Tomografen unter die Lupe nehmen – das Gerät kann anders als Standard-CTs auch spezielle Phänomene wie Brechung oder Streuung der Röntgenstrahlung für die Untersuchung nutzbar machen.

Röntgen-3D-Modell

Anders als im Krankenhaus wird bei derartigen Anwendungen nicht das Röntgengerät, sondern das zu untersuchende Objekt bewegt. Bei mehreren Aufnahmen pro Winkelgrad kommen bei einer vollen Umdrehung tausende Aufnahmen zusammen. Die Parameter der Aufnahme müssen exakt auf Größe und Dichte des Gegenstands abgestimmt werden. Die mögliche räumliche Auflösung sinkt mit zunehmender Größe der Probe. Die Bilddaten können dann als Ausgangspunkt für Messungen genutzt und zu einem 3D-Modell zusammengefügt werden. Im Fall der Raumfahrtbauteile konzentrieren sich die Untersuchungen etwa auf das Auffinden von Lufteinschlüssen oder von durch das Druckverfahren bedingten Pulverrückständen.

In einem weiteren Projekt bleiben Senck und Kollegen in der Medizin: Sie prüfen Knochenteile, die bei Knieoperationen mit Implantaten ersetzt wurden, auf ihre Dichte und auf pathologische Veränderungen. Aus den Daten können statistische Modelle abgeleitet werden, welche die Diagnosemöglichkeiten verbessern.

Der Weg zur Computertomografie führte Senck über die Biologie und Zoologie – beide Fächer studierte der in Ludwigshafen am Rhein aufgewachsene Forscher in Mainz. Ein Marie-Curie-Stipendium der EU brachte ihn an die Uni Wien, wo er unter anderem Fossilien, Gorillaknochen und menschliche Schädel durchleuchtete. Und selbst die Freizeitaktivitäten des Forschers bleiben von seiner Profession nicht unberührt: Korallen oder Muscheln, die er von seinen Tauchreisen mitbringt, wandern ebenso in den Tomografen wie ein Vergaser eines alten Motorrads, an dem er herumschraubt. (Alois Pumhösel, 9.7.2017)

  • Sascha Senck arbeitet an neuen Anwendungen für  Computertomografie.
    foto: privat

    Sascha Senck arbeitet an neuen Anwendungen für Computertomografie.

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