Judul: FISIKA RADIODIAGNOSTIK
Penulis: Rosmiati Mannan
BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Sinar-X ditemukan pertama kali oleh fisikawan berkebangsaan Jerman Wilhelm C. Roentgen pada tanggal 8 November 1895. Pada saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk melihat penelitian sinar Katoda, beliau mendapatkan bahwa sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat dari barium platino cyanida yang kebetulan berada didekatnya. Jika sumber listrik dipadamkan, maka cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sejenis sinar yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena sebelumnya tidak pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar-X namun untuk menghargai jasa beliau dalam penemuan sinar-X ini maka seringkali sinar itu dinamai juga sinar Roentgen.(Mukhlis Akhadi:1997)
Penemuan Sinar-X ternyata mampu mengantarkan ke arah terjadinya perubahan mendasar dalam bidang kedokteran. Dalam kegiatan medis, Sinar-X dapat dimanfaatkan untuk diagnosa maupun terapi. Dengan penemuan sinar-X ini, informasi mengenai tubuh manusia menjadi mudah diperoleh tanpa perlu melakukan operasi bedah.
Sinar-X dapat terbentuk apabila partikel bermuatan misalnya elektron oleh pengaruh gaya inti atom bahan mengalami perlambatan. Sinar-X yang tidak lain adalah gelombang elektromagnetik yang terbentuk melalui proses ini disebut sinar-X bremsstrahlung. Sinar-X yang terbentuk dengan cara demikian mempunyai energi paling tinggi sama dengan energi kinetik partikel bermuatan pada waktu terjadinya perlambatan.
Berdasarkan latar belakang tersebut maka dalam makalah ini penulis mengangkat judul yaitu "SIFAT-SIFAT SINAR X DAN PROSES TERBENTUKNYA SINAR X" yang selanjutnya akan dipaparkan materinya.
RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang diatas, adapun rumusan masalahnya yaitu:
Menjelaskan apa itu Sinar X.
Menjelaskan sifat-sifat sinar X.
Menjelaskan proses terbentuknya sinar X.
TUJUAN
Untuk mengetahui apa itu sinar X.
Untuk mengetahui sifat-sifat sinar X.
Untuk mengetahui proses terbentuknya sinar X.
MANFAAT PENULISAN
Adapun manfaat dari penulisan makalah ini adalah mahasiswa mengetahui tentang apa itu sinar X, sifat-sifat sinar X dan proses terbentuknya sinar X kemudian dapat dijadikan sebagai latihan tatacara penulisan makalah yang baik dan benar untuk menjadi patokan pembuatan KTI nantinya.
BAB II
DASAR TEORI
SINAR X
Sinar X adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, panas, cahaya, dan sinar ultraviolet, Tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar X bersifat heterogen, panjang gelombangnya bervariasi dan tidak terlihat. Perbedaan antara sinar X dengan sinar elektromagnetik lainnya juga terletak pada panjang gelombang, dimana panjang gelombang sinar X sangat pendek, yaitu hanya 1/10.000 panjang gelombang cahaya yang kelihatan. Karena panjang gelombang yang pendek itu, maka sinar X dapat menembus benda-benda. (Sjahrial Rasad, 2005).
Sinar X merupakan gelombang elektromagnetik atau sering juga disebut sebagai foton, yang didefenisikan sebagai suatu gelombang yang terdiri atas gelombang listrik dan gelombang magnit. Gambar berikut menunjukkan keluarga gelombang radio, cahaya, tampak, sinar X, hingga sinar kosmetik. Pengelompokan tersebut dibedakan atas tingkat energy atau panjang gelombang
Catatan : semakin tinggi energy suatu gelombang elektromagnetik, semakin pendek panjang gelombang (ƛ) nya.
838205715
Gambar 1. Tingkat energi gelombang elektromagnetik
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL(2006)
Sinar X merupakan salah satu gelombang elaktromagnetik yang mempunyai energi relatif besar sehingga daya tembusnya tinggi, bahkan dapat menembus lapisan logam.(Pusat pendidikan dan pelatihan badan tenaga nuklir nasional:2006)
Sinar ini dapat menembus benda-benda lunak seperti daging dan kulit tetapi tidak dapat menembus benda-benda keras seperti tulang, gigi, dan logam.
Sinar-x ini banyak digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang atau organ dalam tubuh manusia. Meskipun besar menfaatya, penggunaan sinar-x harus memperhatikan prosedur keadaan pasien. Karana daya tembusnya cukup besar, jaringan tubuh manusia dapat rusak terkena paparan sinar-x terlalu lama. Oleh karana itu, pemancaran sinar-x pada pasien diusahakan sesingkat mungkin.
SIFAT-SIFAT SINAR X
Sifat-sifat sinar X (Sjahrial Rasad, 2005)
Sinar X mempunyai beberapa sifat fisik, yaitu : daya tembus, pertebaran, penyerapan, efek fotografik, pendar fluor (fluoresensi), ionosasi, dan efek biologic.
Daya tembus
Sinar X dapat menembus bahan, dengan daya sangat besar dan digunakan dalam radiografi. Makin tinggi tegangan tabung (besarnya KV) yang digunakan, makin besar daya tembusnya. Makin rendah berat atom atau kepadatan suatu benda, makin besar daya tembus sinarnya.
Sifat ini dimanfaatkan untuk kepentingan diagnostik dan terapi
Daya tembus sinar-x tidak dipengaruhi oleh bukan sifat fisis objek akan tetapi dipengaruhi oleh beberap faktor :
Energi sinar-x
Kosentrasi atau densitas dari objek yang ditembus
Makin banyak sinar-x yang menembus objek maka makin banyak sinar-x sampai ke film maka makin hitam film.
Nomer Atom bahan
Tebal bahan yang dilalui
Pertebaran (hamburan)
Apabila berkas sinar X melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas tersebut akan bertebarab ke segala jurusan, menimbulkan radiasi sekender (radiasi hambur) pada bahan/zat yang dilaluinya.
Hal ini akan mengakibatkan terjadinya gambar radiograf dan pada film akan tampak pengaburan kelabu secara menyeluruh. Untuk mengurangi akibat radiasi hambur ini, maka di antara subjek dengan film rontgen diletakkan grid.
Grid terdiri atas potongan-potongan timah tipis yang letaknya sejajar, masing-masing dipisahkan oleh oleh bahan tembus sinar.
Penyerapan
Sinar X dalam radiografi diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahan/zat tersebut. Makin tinggi kepadatannya atau berat atomnya, makin besar penyerapannya.
Efek fotografik
Sinar X dapat menghitamkan emulsi film (emulsi perak-bromida) setelah diproses secara kimiawi (dibangkitkan) dikamar gelap.
Pendar fluor (fluoresensi)
Sinar X menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium-tungstat atau zink-sulfid) memendarkan cahaya (iluminisensi), bila bahan tersebut dikenai radiasi snar X. Luminisensi ada 2 jenis yaitu:
Fluoresensi
Yaitu akan memendarkan cahaya sewaktu ada radiasi sinar X saja.
Fosforisensi
Pemendaran cahaya akan berlangsung beberapa saat walaupun radiasi sinar x sudah dimatikan (after-glow).
Ionisasi
Efek primer sinar x apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan atau zat tersebut.
Efek biologic
Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologik pada jaringan. Efek biologik ini dipergunakan dalam pengobatan radioterapi (Sjahrial Rasad, 2005).
Sifat-sifat sinar X (dr.J.F.Gabriel:1988)
Menghitamkan plat potret (film)
Mengionisasi gas
Menembus beberapa zat
Menimbulkan flurosensi
Merusak jaringan.
Sifat-sifat sinar X (Kardiawarman, Ph. D:1996)
tidak dapat dilihat oleh mata, bergerak dalam lintasan lurus, dan dapat mempengaruhi film fotografi sama seperti cahaya tampak.
daya tembusnya lebih tinggi dari pada cahaya tampak, dan dapat menembus tubuh manusia,kayu, beberapa lapis logam tebal.
dapat digunakan untuk membuat gambar bayangan sebuah objek pada film fotografi (radiograf).
sinar-x merupakan gelombang elektromagnetik dengan energi E = hf.
orde panjang gelombang sinar-x adalah 0,5-2,5Ǻ. (sedangkan orede panjang gelombanguntuk cahaya tampak = 6000 Ǻ). Jadi letak sinar-x dalam diagram spektrum gelombang elektromagnet adalah antara sinar ultra violet dan sinar gama.
satuan panjang gelombang sinar-x sering dinyatakan dalam dua jenis satuan yaitu angstroom (Ǻ) dan satuan sinar-x (X Unit = XU). 1 kXU = 1000 XU = 1,00202 Ǻ.
Persamaan gelombang untuk medan listrik sinar-x yang terpolarisasi bidang adalah Ë= A sin 2π(x/ƛ-ft) = A sin (kx-ωt). Intensitas sinar-x adalah dE/dt (rata-rata aliran energi persatuan waktu) per satu satuan luas yang tegak lurus arah rambat. Nilai rata-rata intensitas sinar-x ini adalah berbanding lurus dengan A2. Satuan intensitas adalah ergsdet.cm2 PROSES TERBENTUKNYA SINAR X
Proses terbentuknya sinar X (Sjahrial Rasad, 2005)
Dalam urutan prosesnya adalah sebagai berikut:
dihubungkan dengan transformator tegangan tinggi, elektron-elektron akan dipercepat gerakannya menuju anoda dan dipusatkan kealat pemusat (focusing cup)
Filamen dibuat relatif negative terhadap sasaran (target) dengan memilih potensial tinggi.
Awan-awan katoda (filament) dipanaskan (lebih dari 20.000°c) sampai menyala dengan mengalirkan listrik yang berasal dari transformator.
Karena panas, electron-elektron dari katode (filament) terlepas.
Sewaktu electron mendadak dihentikan pada sasaran (target) sehingga terbentuk panas (>99%) dan sinar X (<1%).
Pelindung (perisai) timah akan memecah keluarnya sinar X dari tabung. Sehingga sinar X yang terbentuk hanya dapat keluar melalui jendela.
Panas yang tinggi pada sasaran (target) akibat benturan electron ditiadakan oleh radiator oendingin (Sjahrial Rasad, 2005).
350520329564Proses terbentuknya sinar X (Hoxster:1982)
Gambar 2 Skema tabung sinar-X (Hoxster:1982)
Keterangan gambar:
1. Katoda4. Keping wolfarm 7. Anoda
2. Filamen5. Ruang hampa 8. Diapragma
3. Bidangfokus6. Selubung 9. Berkas sinar guna
Prinsip kerja dari pembangkit sinar-X dapat dijelaskan sebagai berikut, beda potensial yang diberikan antara katoda dan anoda menggunakan sumber yang bertegangan tinggi. Produksi sinar-X dihasilkan dalam suatu tabung berisi suatu perlengkapan yang diperlukan untuk menghasilkan sinar-X yaitu bahan penghenti atau sasaran dan ruang hampa.
Elektron bebas terjadi karena emisi dari filamen yang dipanaskan. Dengan sistem fokus, elektron bebas yang dipancarkan terpusat menuju anoda. Gerakan elektron ini akan dipercepat dari katoda menuju anoda bila antara katoda dan anoda diberi beda potensial yang cukup besar.
Gerakan elektron yang berkecepatan tinggi dihentikan oleh suatu bahan yang ditempatkan pada anoda. Tumbukan antara elektron dengan anoda ini menghasilkan sinar-X, pada tumbukan antara elektron dengan sasaran akan ada energi yang hilang. Energi ini akan diserap oleh sasaran dan berubah menjadi panas sehingga bahan sasaran akan mudah memuai. Untuk menghindarinya bahan sasaran dipilih yang berbentuk padat. Bahan yang biasa digunakan sebagai anoda adalah platina, wolfram, atau tungsten.
Untuk menghasilkan energi sinar-X yang lebih besar, tegangan yang diberikan ditingkatkan sehingga menghasilkan elektron dengan kecepatan yang lebih tinggi. Dengan demikian energi kinetik yang dapat diubah menjadi sinar-X juga lebih besar.
Sinar-X dari proses kejadiannya, dikelompokan menjadi 2 yaitu :
Sinar-X Brehmsstrahlung
42672017780
Gambar 3.Proses pembentukan sinar X bremsstarhlung.
Electron dengan kecepatan tinggi (karena ada beda potensial 1000 Kvolt) yang mengenai target anoda, electron tiba-tiba akan mengalami pelemahan yg sangat darastis oleh target sehingga menimbulkan sinar-x, sinar-x yg terjadi dinamakan "sinar-x brehmsstrahlung" or "braking radiation". Pada waktu muatan (electron) yang bergerak dengan kecepatan tinggi (mengalami percepatan), karena adanya beda potensial, muatan (electron) akan memancarkan radiasi elektromagnetik dan ketika energy electron cukup tinggi maka radiasi elektromagnetik tersebut dalam range sinar-x.Sinar-x jenis ini tidak dipergunakan untuk XRD (X-Ray Difraction)
464820267335Sinar-x karakteristik
Gambar 4. Proses pembentukan sinar X karakteristik.
Electron dari katoda yang bergerak dengan percepatan yg cukup tinggi, dapat mengenai electron dari atom target (anoda) sehingga menyebabkan electron tereksitasi dari atom, kemudian electron lain yang berada pada sub kulit yang lebih tinggi akan mengisi kekosongan yang ditinggalkan oleh electron tadi, dengan memancarkan sinar-x yang memiliki energy sebanding dengan level energy electron. Karena sinar-X karakteristik memiliki Panjang gelombang tertentu yang dapat difilter, maka jenis ini banyak diaplikasikan untuk XRD (X-RAy Diffraction) dalam menentukan struktur material
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
Dari ulasan makalah diatas dapat di simpulakan:
Sinar X adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, panas, cahaya, dan sinar ultraviolet, tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek dan daya tembus yang tinggi.
Sifat-sifat sinar X
Mempunyai daya tembus yang tinggi Sinar X dapat menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi.
Mempunyai panjang gelombang yang pendek Yaitu : 1/10.000 panjang gelombang yang kelihatan
Mempunyai efek fotografi. Sinar X dapat menghitamkan emulsi film setelah diproses di kamar gelap.
Mempunyai sifat berionisasi.Efek primer sinar X apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat tersebut.
Mempunyai efek biologi. Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini digunakan dalam pengobatan radioterapi.
Prinsip terbentuknya sinar X
Di dalam tabung roentgen ada katoda dan anoda dan bila katoda (filament) dipanaskan lebih dari 20.000 derajat C sampai menyala dengan mengantarkan listrik dari transformator,
Karena panas maka electron-electron dari katoda (filament) terlepas,
Dengan memberikan tegangan tinggi maka electron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target),
Elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas (99%) dan Sinar X (1%),
Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung melelui jendela yang disebut diafragma,
Panas yang ditimbulkan ditiadakan oleh radiator pendingin.
SARAN
Dengan adanya makalah ini mahasiswa lebih tahu mengenai Sifat-sifat sinar X dan proses terbentuknya sinar X. Kami harap teman-teman dan pembimbing tidak sungkan-sungkan untuk memberikan kritikan terhadap makalah ini, agar bisa di perbaiki saat membuat makalah selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Akhadi Mukhlis. 1997. Dasar-dasar Proteksi Radiasi. Jakarta: PT Rineka Cipta.
Gabriel.F.J.dr. 2006. Fisika Kedokteran. Denpasar: Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Kardiawarman, Ph. D. 1996. Makalah Sinar-X . Bandung: http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/195905271985031-KARDIAWARMAN/MAKALAH_SINAR-X.pdf.
Pusdiklat-BATAN. 2006. Dasar Fisika Radiasi Bidang Radiodiagnostik . Jakarta: Pusat Pendidikan Dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional.
Rasad Syahriar, Krtoleksono Sukonto, Ekayuda Iwan. 2005. Radiologi Diagnostik. Jakarta: Gaya Baru.
Superinfo300396. 2012. Makalah sinar-X. http://superinfo300396.wordpress.com/2012/07/07/makalah-sinar-x. (7 juli 2012)
Pertanyaan kelompok 6
Maksud dari panjang gelombang yang kelihatan ?
Jawab : dimisalkan ƛ cahaya : 1
sedangkan
Terimakasih telah membaca FISIKA RADIODIAGNOSTIK. Gunakan kotak pencarian untuk mencari artikel yang ingin anda cari.
Semoga bermanfaat
0 komentar: