Jahresbericht 2008

Vorwort

 

Der Jahresbericht 2008 gibt einen Überblick über die vielfältigen wissenschaftlichen Aktivitäten des In-stituts für Kernchemie und listet die Ergebnisse in Form von Publikationen, Konferenzbeiträgen, Dissertationen, Diplom- und Staatsexamensarbeiten auf. Zusätzlich beschreibt die Beiträge der Hochschullehrer und wissenschaftlichen Mitarbeiter des Instituts in der Lehre und Weiterbildung sowie zu verschiedenen Strahlenschutzkursen. Schließlich wird der Status der technischen Einrichtungen des Instituts dargelegt. Der wissenschaftliche Bericht gliedert sich in die Forschungsschwerpunkte:


  Kern- und Radiochemie im Sinne grundlegender Fragestellungen,
  Radiopharmazeutische Chemie und Anwendung radiochemischer Methoden mit lebenswissenschaftlicher Zielsetzung,
  Hochempfindliche und selektive Analytik für physikalische, umweltrelevante, technische und biologische Probleme.

Das Jahr 2008 markiert grundsätzliche Umstrukturierungsprozesse innerhalb der Universität wie auch innerhalb des Instituts für Kernchemie. In die neuen Schwerpunktbildungen der Universität ist das Institut für Kernchemie mit mehreren Arbeitsgruppen involviert - in das Forschungszentrum „Elementarkräfte und mathematische Grundlagen“ (J.V. Kratz, W. Nörtershäuser) und in den Forschungsschwerpunkt „SOPTRANS“ (F. Rösch).
Parallel zu den wissenschaftlichen Forschungen erlebt das Institut eine seit seiner Gründung nie dagewesene Metamorphose. Das Institut wird im Zeitraum 2008/2009 drei Juniorprofessuren besetzen. Herr Plonka-Spehr trat im April 2008 seine von der Carl-Zeiss-Stiftung vergebene Juniorprofessur an. Seine Forschungen betreffen die am TRIGA-Reaktor Mainz erzeugten ultrakalten Neutronen.
Der im Jahr 2006 begonnene Bau eines neuen Institutsflügels als Ersatz für die Räume im M-Haupt wurde 2008 erfolgreich abgeschlossen. Am 27.10.2008 fand die offizielle Einweihung statt. Mitarbeitern und Studenten stehen nun hochmoderne und den aktuellen Vorschriften des Arbeits- und Strahlenschutzes entsprechende Forschungslabore und Praktikumsplätze zur Verfügung.

Aus der Radiopharmazeutischen Chemie kommen zwei hochpotente Neurotransmitteranaloga, mit denen auch eine Namensgebung initiiert wird:
[18F]MH.MZ und [18F]PR07.MZ zur hochselektiven Visualisierung der serotonergen bzw. dopaminergen Signaltransduktion offenbaren ihre Mainzer Abstam-mung als Extension „.MZ“. Der Helmholtz-Nachwuchsgruppe von W. Nörtershäuser ist es erstmals
gelungen, den Kernladungsradius des Ein-Neutronen Halokerns Beryllium-11 zu messen. Dazu wurde die kollineare Laserspektroskopie, deren Leistungsfähigkeit vor fast 30 Jahren am TRIGA-Reaktor Mainz demonstriert wurde, mit einem Frequenzkamm kombiniert.

Vom 15.-18.04.2008 hat das Institut die 40. Jahrestagung des Fachverbandes für Strahlenschutz ausgerichtet. Die etwa 100 Teilnehmer diskutierten die Themen „Ausbildung, Weiterbildung und Lehre im Strahlenschutz“.
Am 17. Dezember 2008 beging das Institut ein sehr prominent besuchtes Festsymposium anlässlich des 70. Jahrestages der Entdeckung der Kernspaltung. Auf diesem Symposium wurde Herrn Dr. Norbert Trautmann die „Honorarprofessur“ der Johannes Gutenberg-Universität verliehen.

Die wissenschaftlichen Arbeiten im Institut wurden wiederum vielfältig finanziell gefördert - vor allem vom Land Rheinland-Pfalz über die Johannes Gutenberg-Universität, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, von der Deutschen For-schungsgemeinschaft, vom Deutschen Akademischen Austauschdienst, von der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt und durch die Helmholtz-Gemeinschaft. Förderungen durch die Europäische Gemeinschaft (FP 6) erfolgten im Rahmen der Vorhaben EMIL und ACTINET. Den Fördernden sei herzlich gedankt.



Mainz, den 16. Juli 2009
Prof. Dr. Frank Rösch

 


Im Jahr 2008 wurde eine Broschüre erstellt, die in komprimierter Form Informationen zu den Forschungen am Institut und am TRIGA-Reaktor Mainz darlegt. Diese liegt dem gedruckten Bericht bei und ist auch unter (http://www.kernchemie.uni-mainz.de) abrufbar.



Inhaltsverzeichnis




A.

Kernchemie / Nuclear- and Radiochemistry


A1

First production of spin polarized neutrons at the UCN source at channel C of the reactor TRIGA Mainz

J. Zenner, W. Heil, C. Plonka-Spehr, J.V. Kratz, T. Lauer, G. Hampel, Y. Sobolev, T. Lang, N. du Fresne, A. Kraft

A2

Aufbau eines Experiments zur Messung einer möglichen elektrischen Ladung des freien Neutrons
A. Kraft, C. Plonka-Spehr, T. Lang, J. Zenner, N. du Fresne, T. Lauer, G. Lehr, U. Krille, A. Peil, H.-O. Kling, V. Janzen, M. Mendel,
T. Gerhardt

A3

Messung der effektiven Lebensdauer und Verluste von Ultrakalten Neutronen (UCN) in einer Sitall-Glaskeramik
21
N. du Fresne, W. Heil, C. Plonka-Spehr, J.-V. Kratz, G. Hampel, T. Lauer, Y. Sobolev, Y. Borisov, A. Kraft, T. Lang, J. Zenner

A4

Analyse von Fensterfolien für Ultrakalte Neutronen
S. Ochse, B. Kuczewski, M. Daum, G. Hampel, N. Wiehl

A5

TRIGA-TRAP: A new facility for high-precision mass measurements on neutron-rich fission products and actinoids
J. Ketelaer, K. Eberhardt, M. Eibach, F. Herfurth, J. Ketter, K. Knuth, S. Nagy, C. Smorra, W. Nörtershäuser, K. Blaum

A6

A carbon cluster ion source for absolute mass calibration at TRIGA-TRAP
C. Smorra, K. Eberhardt, M. Eibach, J. Ketelaer, J. Ketter, K. Knuth, S. Nagy, W. Nörtershäuser, K. Blaum

A7

Extraction of fission products for TRIGA-SPEC using a helium gas jet with carbon aerosols
M. Eibach, K. Blaum, M. Block, K. Eberhardt, C. Geppert, F. Herfurth, J. Ketelaer, J. Ketter, K. Knuth, J. Krämer, S. Nagy, C. Smorra,
W. Nörtershäuser

A8

TRIGA-LASER: A collinear laser spectroscopy beamline at the TRIGA reactor Mainz
J. Krämer, K. Blaum, K. Eberhardt, Ch. Geppert, A. Krieger, W. Nörtershäuser

A9

A Solid State Laser System for the Cooling of Magnesium Ions
R. Cazan, C. Geppert, W. Nörtershäuser

A10

Charge radius determination of 7,9,10Be and the one-neutron halo nucleus 11Be by high-resolution collinear laser spectroscopy
D. Tiedemann, W. Nörtershäuser, Z. Andjelkovic, M. Bissell, Ch. Geppert, J. Krämer, A. Krieger, M. Kowalska, R. Neugart,
M. Nothhelfer, R.M. Sanchez Alarcon, F. Schmidt-Kaler, D.T. Yordanov, M. Zakova, C. Zimmermann

A11

TASCA Commissioning Completed
M. Schädel, D. Ackermann, L.-L. Andersson, J. Ballof, M. Block, R.A. Buda, W. Brüchle, I. Dragojevic, Ch. E. Düllmann, J. Dvorak,
K. Eberhardt, J. Even, J.M. Gates, J. Gerl, A. Gorshkov, P.Golubev, R. Graeger, K.E. Gregorich, E. Gromm, W. Hartmann,
F.P. Heßberger, D. Hild, R. Hoischen, A. Hübner, E. Jäger, J. Khuyagbaatar, B. Kindler, I. Kojouharov, J. V. Kratz, J. Krier, N. Kurz,
S. Lahiri, D. Liebe, B. Lommel, M. Maiti, M. Mendel, E. Merchán, H. Nitsche, D. Nayak, J. Nilssen, J.P. Omtvedt, K. Opel, P. Reichert,
D. Rudolph, A. Sabelnikov, F. Samadani, H. Schaffner, B. Schausten, R. Schuber, E. Schimpf, A. Semchenkov, L. Stavsetra, J. Steiner,
J. Szerypo, P. Thörle-Pospiech, A. Toyoshima, A. Türler, J. Uusitalo, N. Wiehl, H.-J. Wollersheim, T. Wunderlich, A. Yakushev

A12

First Transactinide Chemistry Behind TASCA
J. Even, J.V. Kratz, J. Ballof, R. A. Buda, K. Eberhardt, E. Gromm, D. Hild, D. Liebe, M. Mendel, P. Reichert, P. Thörle-Pospiech, N. Wiehl,
T. Wunderlich, W. Brüchle, Ch.E. Düllmann, E. Jäger, J. Krier, M. Schädel, B. Schausten, A. Semchenkov, D. Nayak, A. Toyoshima, A. Türler,
A. Yakushev

A13

Die Herstellung von Plutoniumtargets für TASCA durch Elektrodeposition
J. Runke, K. Eberhardt, J.V. Kratz, M. Schädel, B. Lommel

A14

Measurements of 260-262Rf produced in 22Ne + 244Pu fusion reaction at TASCA
A. Gorshkov, R. Graeger, A. Türler, A. Yakushev, D. Ackermann, W. Brüchle, Ch.E. Düllmann, E. Jäger, F. Heßberger, J. Khuyagbaatar, J. Krier,
M. Schädel, B. Schausten, E. Schimpf, L.-L. Andersson, D. Rudolph, K. Eberhardt, J. Even, J.V. Kratz, D. Liebe, P. Thörle-Pospiech, N. Wiehl,
I. Dragojevic, J.M. Gates, L. Stavsetra, J.P. Omtvedt, A. Sabelnikov, F. Samadani, J. Uusitalo

A15

A new TASCA focal plane detector
A. Yakushev, R. Graeger, A. Gorshkov, A. Türler, D. Ackermann, Ch.E. Düllmann, E. Jäger, F.P. Heßberger, J. Khuyagbaatar, J. Krier,
M. Schädel, B. Schausten, E. Schimpf, D. Rudolph, J. Even, J.V. Kratz, N. Wiehl, V. Chepigin, A. Fomichev, V. Gorshkov, S. Krupko,
J. Bar, P. Grabiec, A. Panas, M. Wegrzecki, J. Dvorak, A. Semchenkov, J. Uusitalo

A16

TASISpec – A new twist on spectroscopy of superheavy elements
L.-L. Andersson, D. Rudolph, P. Golubev, R. Hoischen, E. Merchán, D. Ackermann, Ch.E. Düllmann, J. Gerl, F.P. Heßberger, E. Jäger,
J. Khuyagbaatar, I. Kojouharov, J. Krier, N. Kurz, W. Prokopowicz, M. Schädel, H. Schaffner, B. Schausten, E. Schimpf,
H.-J. Wollersheim, J. Even, J.V. Kratz, A. Türler, A. Yakushev

A17

Observation of 270Hs in the complete fusion reaction 36S + 238U
R. Graeger, A. Gorshkov, A. Türler, A. Yakushev, D. Ackermann, Ch. E. Düllmann, E. Jäger, F.P. Heßberger, J. Khuyagbaatar, J. Krier,
D. Rudolph, M. Schädel, B. Schausten, J. Dvorak, M. Chelnokov, V. Chepigin, A. Kuznetsov, O. Petrushkin, J. Even, D. Hild, J.V. Kratz,
J.P. Omtvedt, F. Samadani, K. Nishio and Q. Zhi

A18

Liquid – liquid – extraction with the MicroSISAK – system
D. Hild, K. Eberhardt, J. V. Kratz, P. Löb, B. Werner

A19

Prototype developments for a high-resolution neutron detector at R3B
T. Aumann, D. Bemmerer, K. Boretzky, M. Elvers, J. Endres, J. Hehner, M. Heil, J.V. Kratz, W. Prokopowicz, R. Reifarth, D. Rossi,
G. Schrieder, D. Stach, A. Wagner, D. Yakorev, A. Zilges für the R3B collaboration

A20

Prototyping of DSSD detectors for the EXL/R3B collaboration

B. Streicher, P. Egelhof, V. Eremin, J.V. Kratz, X.C.Le, M. Mutterer, N. Pietralla, M.von Schmid, and the EXL and R3B collaborations

A21

A closed-circuit gas system for an RPC-based neutron detector
D. Rossi, K. Boretzky, H. Simon for the R3B collaboration

A22

The 58Ni (g, n) cross section: a benchmark for the s287 experiment

D. Rossi for the s287 collaboration

A23

Gettering of silicon by HCI gas

J. Hampel, E. Schmich, F. Boldt, S. Reber, G. Hampel, N. Wiehl, J.V. Kratz

A24

Separation and purification of no carrier added arsenic from bulk amounts of germanium being adequate to radiopharmaceutical labeling chemistry

M. Jahn, V. Radchenko, D. Filosofov, H. Hauser, M. Eisenhut, M. Jennewein, F. Rösch

A25

Post-processing of 44Ti/44Sc-radionuclide-generator for medical application

N. Loktionova, D.V. Filosofov, M. Pruszynski, F. Rösch

A26

Labeling and stability studies of 44Sc-DOTATOC

N. Loktionova, M. Pruszynski, A. Majkowska, P. Riß, F. Rösch

A27

Modification of the thermal column of the TRIGA Mainz for the treatment of liver metastases
G. Hampel, A. L. Aquilar, J. Knorr, S. Minouchehr, S. Nagels, G. Otto, Ch. Schütz, L. Cerchietti, L. Vogländer, B. Wortmann

A28

Determination of Boronophenylalanin (BPA) in healthy liver and tumour tissue of patients with liver metastases of colorectal carcinoma
G. Hampel, Ch. Schütz, L.Vogtländer, L. Cerchietti, S. Nagels, S. Altieri, H. Schmidberger, F. Bittinger, S. Bortolussi, S. Minouchehr, G. Otto




B. Radiopharmazeutische Chemie / Kernchemie in den Lebenswissenschaften
Radiopharmaceutical Chemistry / Nuclear Chemistry for Life Sciences



B1

Pharmacological characterisation of [18F] PR04.MZ and [11C] PR04.MZ in papio Anubis baboons: A promising DAT-ligand for
low-concentration imaging

P.J. Riss, J.M. Hooker, D. Alexoff, S.W. Kim, S. Hummerich, P. Schloss, J.S. Fowler, F. Rösch

B2

Synthesis and in vitro Affinities of Various MDL 100907 Derivatives as Potential 18F-Radioligands for 5-HT2AReceptor Imaging with PET
M. Herth, V. Kramer, M. Piel, M. Palner, P. J. Riss G.M. Knudsen, F. Rösch

B3

Radiolabeling and evaluation of MDL 100,907 derivates as potential 18F-radioligands to determine changes in endogenous serotonin
V. Kramer, M. Herth, M. Palner, G. Knudsen, H. Lüddens, F. Rösch

B4

Functional analysis of P-glycoprotein using 5-HT2A ligand [18F] MH.MZ
U. Schmitt, M. Herth, D. Lee, M. Piel, H.G. Buchholz, F. Rösch, Ch. Hiemke, F. Debus

B5

Synthesis and structure-activity-relationship of new 5-HT2A receptor antagonists combining the structure of (R)-MH.MZ, altanserin and
SR 46349B

V. Kramer, M. Herth, M. Palner, G. Knudsen, F. Rösch

B6

Synthesis of novel WAY 100635 derivatives containing a norbornene group and radiofluoroination of [18F]AH1.MZ, as a Serotonin
5-HT1AReceptor
Antagonist for molecular Imaging
M. Herth, V. Kramer, F. Rösch

B7

Syntheses and biological evaluation of new compounds as potential imaging agents for the NMDA-receptor
T. Betzel, C. Edinger, G. Dannhardt, F. Rösch

B8

Synthesis, biological evaluation and radiolabelling of a quinolin derivative as a potential imaging agent for the NMDA-receptor

T. Betzel, M. Piel, C. Edinger, G. Dannhardt, F. Rösch

B9

Synthese des Nitro-Markierungsvorläufers der Verbindung TC07

T. Capito, F. Rösch

B10

Synthese von [18F] TC07 über einen Nitro-Markierungsvorläufer
T. Capito, F. Rösch

B11

Evaluierung des PET-Liganden [18F]TC07
T. Capito, V. Bockhart, V. Kramer, U. Schmitt, H. Lüddens, F. Rösch

B12

Synthese und nukleophile 18F-Markierung von Tyrosin-Derivaten und aromatischen Modellverbindungen
F. Beyerlein, P. Riß, M. Piel, F. Rösch

B13

Radioactive labeling of defined HPMA-based polymeric structures: Using [18F] FETos for in vivo imaging by Positron Emission Tomography (PET)
M. Herth, M. Barz, M. Jahn, R. Zentel, F. Rösch

B14

NODAPA-OH and NODAPA-NCS: Mono- and multimeric six-coordinate Ga-chelators
P. Riss, C. Kroll, V. Nagel, F. Rösch

B15

Synthesis and 68Ga-radiolabelling of several N3S3, N3O3 and NO3-type bifunctional chelators: Low-weight lipophilic Ga-chelates
P. Riss, F. Rösch

B16

Synthesis and 68Ga-radiolabelling of 2-desoxyglucose conjugated macrocylic chelators
P. Riss, C. Kroll, F. Rösch

B17

[68Ga]HHDPD: A potential imaging agent for tumours and arteriosclerotic plaques
F. Zoller, P. Riss, F. Rösch

B18

Syntheses and preliminary application of 68Ga Schiff base derivatives for in vivo imaging of the p-Glycoprotein status in tumours

M. Fellner, W. Dillenburg, O. Thews, F. Renz, F. Rösch

B19

Imaging of changes in p-Glycoprotein activity in vivo with 68Ga-Schiff base derivatives
M. Fellner, W. Dillenburg, H.-G. Buchholz, M. Schreckenberger, F. Renz, F. Rösch, O. Thews

B20

Systematic labeling studies exemplified for a novel DO2A-tyrosine-derivative
C. Burchhardt, P. Riss, F. Rösch

B21

Synthese von DO2A-Glibenclamid-Derivaten
M. Zimny, C. Burchhardt, P. Riß, F. Rösch

B22

Synthese von weiteren DO2A-Nateglinid-Derivaten zur Visualisierung der pankreatischen ß-Zell-Masse
C. Burchhardt, P. Riss, F. Rösch

B23

Phosphonate-complexes of Gallium-68 for bone tumour imaging
M. Fellner, N. Loktionova, P. Riß, O. Thews, I. Lukes, C.Geraldes, F. Rösch

B24

68GA-Markierung von Makroaggregiertem Humanem Serum Albumin
E. Eppard, P. Riss, F. Rösch

B25

Synthesis of various benzamide-derivatives as potential targeting-vectors for D2-Receptor imaging
T. Heß, F. Rösch

B26

Synthesis and 99mTc-labelling of benzamide-derivatives for visualisation of D2D3-receptors
T. Heß, H. Hübner, R. Alberto, P. Gmeiner, F. Rösch

B27

Synthesis of [3H]Fallypride Using [3H] Methyl Nosylate
T. Heß, C. Meisterhans, F. Rösch

B28

[18F] Labeled quinones as imaging tools for proteins

D. Borchmann, E. Millings, J. Hooker, J. Fowler

B29

Synthesis of the selective estrogen receptor modulator STX and of a precursor for the radio labelling of STX with radioactive methyl iodide

T. Hellenbrand, J.M. Hooker

B30

Progress towards labelling modafinil with [11C] Cyanide
D.E. Borchmann, J.M. Hooker, J.S. Fowler

B31

Brain studies with Salvinorin A, Salvinorin B and exploration of ways to synthesize a starting material for using EOM-Salvinorin B
as another tracer for brain imaging

M. Best, J. Hooker, C. Shea, M. Schueller, Y. Xu, P. Carter, J. Fowler

B32

Radiotracer Studies using 18FDG and 11CO2 as an Oppurtunity for Gaining New Insights into Cellulose Synthesis in Plants
M. Best, M. Schueller, D. Alexoff and R. Ferrieri


C.

Radiochemische Analytik für umweltrelevante und technische
Probleme / Radiochemical Analytics for Environment and Technology




C1

RIMS, A Suitable Method for Nuclear Forensic Investigations

R. Buda, N. Erdmann, J.V. Kratz, K. Lützenkirchen, P. Thörle-Pospiech, N. Trautmann, T. Wunderlich

C2

Einrichtung eines neuen Laserlabors für die RIMS und SIMS
T. Wunderlich, R. Buda, E. Gromm, V. Janzen, J.V. Kratz, T. Gottwald, C. Mattolat, S. Raeder

C3

Neptunium (V) diffusion in Opalinus Clay
T. Wu, S. Amayri, J. Drebert, L. R. Van Loon, T. Reich

C4

Sorption von Np (V) an Opalinuston in Abhängigkeit der Tonmenge, der Np-Konzentration und des pH-Wertes

D. Fröhlich, S. Amayri, T. Reich

C5

Sorption von Np (V) an Opalinuston unter aeroben/anaeroben Bedingungen und Berücksichtigung von Huminsäure

D. Fröhlich, M. Lübke, S. Amayri, J. Drebert, T. Reich

C6

Untersuchung von Plutonium unter anaeroben und aeroben Bedingungen
T. Wunderlich, R. Buda, J.V. Kratz, N. Trautmann

C7

Bestimmung des Verteilungskoeffizienten von Pu im System Pu/Porenwasser/Opalinuston unter anaeroben Bedingungen

T. Wunderlich, J.V. Kratz, N. Trautmann

C8

Synthesis and characterization of sulfur-containing humic acid model substances
S. Sachs, S. Heller, T. Reich, J. Drebert

C9

CE-(DAD)-ICP-MS zur Bestimmung der Komplexbildungskonstanten für die Komplexierung von Lanthanoiden mit Huminsäure

E. Gromm, R. A. Buda, J.V. Kratz, T. Wunderlich

C10

Surface enrichment of uranyl oxalate dissolved in room temperature ionic liquids
A. Ölcer, J. Drebert, T. Reich

C11

Multielementanalyse römischer Ziegel
J. Dolata, G. Hampel, P. Haupt, A. Siebert, S. Zauner

C12

Die Datierung und Lokalisierung von Hinterglasmalereien mit Hilfe der Neutronenaktivierungsanalyse

I.C. Sánchez, G. Hampel, S. Zauner, J. Riederer

C13

Kriminaltechnische Untersuchung von Ziegelsteinen
N. Scheid, S. Becker, M. Dücking, G. Hampel, J.V. Kratz, P. Watzke, P. Weis, S. Zauner

C14

Elementanalytische Untersuchungen von Trauben und gärenden Weinen
M. Feige, G. Hampel, H. König, J.V. Kratz, S. Zauner

C15

Spurenanalyse von gammastrahlenden Radionukliden in der bodennahen Luft

H. Keller, R. Heimann, B. Praast



D.

Technische Einrichtungen / Technical Facilities



D1

Betrieb des Forschungsreaktors TRIGA Mainz im Jahre 2008

G. Hampel

D2

Personendosisüberwachung

I. Onasch, B. Praast

D3

Abgabe radioaktiver Stoffe

A. Heiser, B. Praast, H. Keller



E.

Veröffentlichungen, Vorträge und Lehrveranstaltungen / Publications, Conference Contributions and Teaching Activites



E1

Diplomarbeiten und Dissertationen

E2

Veröffentlichungen und Vorträge der Mitarbeiter der berichterstattenden Arbeitsgruppen

E3

Vorträge im Seminar für Kern- und Radiochemie und im Seminar über aktuelle Themen aus Kosmochemie und Astrophysik

E4

Beiträge der Dozenten des Instituts zu den Lehrveranstaltungen des Fachbereichs Chemie und Pharmazie (SS 08 und WS 08/09) sowie zur Weiterbildung



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