Smart*Light
In medische instellingen en industriële laboratoria wordt veelvuldig gebruik gemaakt van röntgenstraling, zoals voor screening op borstkanker en inspectie van lasnaden in pijpleidingen. Deze straling wordt al meer dan een eeuw op dezelfde wijze gegenereerd en heeft een relatief lage intensiteit. Voor geavanceerdere toepassingen, zoals de ontwikkeling van hightech materialen en nieuwe medicijnen, is hoge-intensiteit röntgenstraling echter onontbeerlijk.
Over ons
Deze hoge-intensiteit straling wordt geproduceerd in synchrotrons: grote versnellers waarin elektronen met bijna de lichtsnelheid worden voortbewogen in een kilometerlange buis. Met deze synchrotronstraling kunnen veranderingen in materialen en weefsels zeer gedetailleerd in tijd en ruimte worden gevolgd. Zulke faciliteiten zijn echter groot, duur en schaars. De dichtstbijzijnde bevinden zich in Hamburg, Villigen en Grenoble, ver buiten de Benelux. Op basis van gloednieuwe deeltjesversneller- en lasertechnologie ligt een relatief goedkope en compacte röntgenbron binnen handbereik, die bovendien eenzelfde intensiteit heeft en op elke gewenste locatie kan worden geïnstalleerd: een ‘tafelmodel synchrotron’.
De kern van Smart*Light bestaat uit onderzoek naar de bouw van zo’n compacte bron van röntgenstraling die ingezet kan worden voor onderzoekstests op locatie. Deze nieuwe technologie is gebaseerd op ‘Inverse Compton Scattering’: straling wordt geproduceerd uit een botsing tussen laserlicht en zeer snelle elektronen. Het onderzoek richt zich op hoe een prototype röntgenbron fysiek kan worden gerealiseerd in een labomgeving en hoe de intensiteit van de bundel kan worden geoptimaliseerd.
De beschikbaarheid van een dergelijk apparaat zal innovatie kunnen versnellen in verschillende sectoren, zoals de medische en levenswetenschappen, high-tech industrie, vliegtuig-, auto- en scheepsbouw. Gezien de grote variëteit van de vakgebieden waarin röntgenanalyse een centrale rol speelt, zal Smart*Light een brede waaier aan toepassingen laten plaatsvinden. Zo zullen o.a. voor de medische- en levenswetenschappen door Erasmus MC en Agfa verschillende weefseltypes worden gekarakteriseerd. Een eerste onderzoek zal zich richten op osteoartrose. Dit is de meest voorkomende gewrichtsaandoening bij ouderen waarbij bot en kraakbeen worden aangetast. Anders dan de huidige röntgentechnieken zal Smart*Light naar verwachting wel in staat zijn om zowel bot als kraakbeen samen af te beelden. Een tweede toepassing richt zich op het karakteriseren van atherosclerotische plaque (of aderverkalking) waarbij niet enkel de kalk, maar ook vet en bindweefsel goed onderscheiden worden. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat een bepaalde samenstelling van de weefsels in de plaque kan leiden tot het scheuren van de vaatwand, met een beroerte of hartinfarct tot gevolg. Door onderzoek met het toestel kan aderverkalking op termijn beter voorspeld en wellicht voorkomen worden.
Ook in andere gebieden zal Smart*Light toewerken naar relevante toepassingen. Zo kunnen vermoeiing en corrosie van materialen in de scheepsbouw vroegtijdig opgespoord worden, en kunnen de chemische en fysische conditie van kunstwerken uit musea Boijmans van Beuningen en het KMSK Antwerpen in kaart worden gebracht. Voor erfgoedbehoud biedt Smart*Light een belangwekkende non-destructieve methodiek in 3D waar voorheen invasief, monstergebaseerd onderzoek voor nodig was. Individuele pigmenten worden eveneens onderzocht waarbij o.a. specifiek zal worden gekeken naar mogelijke effecten door klimaatcondities, licht en röntgenstraling.
Inmiddels is de assemblage van het instrument gereed; volgens verwachting produceert het een nauwkeurig gefocusseerde bundel zeer snelle elektronen die zeer precies getimed kunnen botsen met laserlicht. Na enkele nadere tests zal het instrument vervolgens kunnen worden ingezet voor demonstratie experimenten.
update: februari 2023