Sinar-X ditemukan pertama kali oleh
fisikawan berkebangsaan Jerman Wilhelm C. Rontgen pada tanggal 8 November 1895.
Pada saat Rontgen 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.
1.
Menjelaskan definisi sinar X.
2.
Menjelaskan sifat-sifat sinar X.
3.
Menjelaskan prinsip terbentuknya sinar
X.
4.
Menjelaskan syarat – syarat terjadinya
sinar X.
1.
Untuk mengetahui definisi sinar X.
2.
Untuk mengetahui sifat-sifat sinar X.
3.
Untuk mengetahui prinsip terbentuknya
sinar X.
4.
Untuk mengetahui syarat – syarat
terjadinya 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. Sinar X
merupakan gelombang elektromagnetik atau sering juga disebut sebagai foton,
yang didefenisikan sebagai suatu gelombang yang terdiri atas gelombang listrik
dan gelombang magnit.
Sinar X mempunyai beberapa sifat
fisik, yaitu : daya tembus, pertebaran, penyerapan, efek fotografik, pendar
fluor (fluoresensi), ionosasi, dan efek biologic.(Sjahrial Rasad, 2005)
Sifat-sifat sinar X, yaitu : menghitamkan plat
potret (film), mengionisasi gas, menembus beberapa zat, menimbulkan flurosensi,
merusak jaringan. (dr.J.F.Gabriel:1988)
Sifat-sifat sinar X, yaitu : tidak
dapat dilihat oleh mata, daya tembusnya lebih tinggi, dapat digunakan untuk
membuat gambar, sinar-x merupakan gelombang elektromagnetik, orde panjang
gelombang sinar-x adalah 0,5-2,5Ǻ, satuan panjang gelombang sinar-x sering
dinyatakan dalam dua jenis satuan, Persamaan gelombang untuk medan listrik
sinar-x yang terpolarisasi bidang.
Prinsip terbentuknya sinar X karena adanya beda
potensial yang diberikan antara katoda dan anoda menggunakan sumber yang
bertegangan tinggi. 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. 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.
Syarat terjadinya sinar X, yaitu :
sumber elektron, tenaga untuk dapat mempercepat gerakan elektron, lintasan
bebas elektron, alat pemusat elektron, benda penghenti elektron.
BAB III
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
Sinar X pertama kali ditemukan oleh
sarjana Jerman bernama Wilhelm Conrad Rontgent pada tanggal 8 November 1895.
Pada pertemuan pertama ini belum diketahui namanya dan kegunaannya maka
dinamakan sinar X dan tidak banyak dikenal. Pada tahun 1923 W.C Rontgent wafat
dan sinar tersebut diberi nama “sinar rontgent” yang mana banyak digunakan
untuk mencari atau melihat kelainan dalam tubuh manusia. Sinar X juga dapat
menimbulkan bahaya bila mengenai bagian sensitif misalnya, akan menimbulkan
kebutaan pada mata, menimbulkan kemandulan pada reproduksi, serta sum-sum darah
menimbulkan pusing-pusing.( Diktat Teknik Pesawat Radiologi tahun 1998 )
Rontgent disebut juga sinar x ( longitudinal ) '
getaran. Dr.von laue dan timnya
W.Friederich dan P.Knipping mampu untuk membuktikan pada tahun 1912
dengan cara dari pola dalam cristal yang difraksi sinar x yang serupa di alam
untuk gelombang radio dan untuk panas , cahaya dan radiasi ultraviolet . Yang
begitu disebut ' ( melintang ) gelombang elektromagnetik ' tapi dari panjang
gelombang yang sangat singkat ( kurang dari 1 / 100000000cm = 10-8
cm ) ~ (Practical Radiografi, Erwin A.Hoxter 1982)
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.
1.
2.
3.
4.
Gambar. Tingkat
energi gelombang elektromagnetik
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.
Dalam X-Ray Tube
Anode : Sudut kemiringan 45°, dari bahan Tungstan.
Katode : Dari bahan aluminium (karena Al
jika diberi beda potensial dalam high
petensial akan mudah menghasilkan electron).
Keterangan :
A =
Anode
B =
Cathode
C =
Target (tungsten)
D =
Glass Envelope (kaca bening)
E =
Vemtil
Cara kerja : Sebuah
tabung yang terdiri dari dua electrode, dimana dalam tabung terdapat gas He,
Ag, Xe untuk ionisasi. Bila tabung ini dihubungkan dengan tegangan tinggi maka
akan terjadi penguraian ion-ion pada cathode.
Akibat penguraian ini, elektron-elektron yang di
cathode ditarik ke anode yang mengakibatkan terjadinya kekurangan electron yang
lainnya. Sehingga terjadilah benturan-benturan pada target yang menimbulkan
gelombang elektromagnetik hingga terbentuknya Sinar-X.
Pada
tahun 1923 Mr. Coulidge kostaniksi ini dengan menambah filament pada tabung
Sinar-X dan menggunakan tabung yang vacuum. Dimana tabung tersebut terdiri dari
Anode yaitu :
1.
Anode tetap (Stationery Anode)
2.
Anode
putar (Rotating Anode)
Cara kerja :
Pada
saat filament diberi tegangan akibatnya menjadi panas yang menimbulkan
electron-elektron bebas pada cathode, setelah cathode dan anode diberi tegangan
tinggi dari High Tension Transformator (HTT) maka potensial di anode menjadi
positif (+) dan potensial di cathode menjadi negatif (–); dari perbedaan
potensial ini maka electron-elektron bebas dari cathode ditarik ke anode hingga
membentuk focus, pada
cycle pertama dan menimbulkan gelombang
elektromagnetik yang menimbulkan Sinar-X.
Pada setengah cycle berikutnya Anode dan Cathode
berpotensial sama akibatnya tidak terjadi apa-apa.
Pada tabung Sinar-X tidek semua diubah menjadi
Sinar-X tapi hanya 0,2 %, selebihnya diubah menjadi panas.
Pada saat cathode positif dan anode negatif maka
electron-elektron bebas ditarik oleh anode.
Pada saat potensial sama tidak terjadi apa-apa.
1.
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.
1.
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.
1.
Sifat ini dimanfaatkan untuk kepentingan
diagnostik dan terapi
2.
Daya tembus sinar-x tidak dipengaruhi
oleh bukan sifat fisis objek akan tetapi dipengaruhi oleh beberap faktor :
1.
Energi sinar-x
2.
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.
3.
Nomer Atom bahan
4.
Tebal bahan yang dilalui
5.
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.
6.
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.
7.
Efek fotografik
Sinar X dapat menghitamkan emulsi
film (emulsi perak-bromida) setelah diproses secara kimiawi (dibangkitkan)
dikamar gelap.
8.
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:
1.
Fluoresensi
Yaitu akan memendarkan cahaya
sewaktu ada radiasi sinar X saja.
2.
Fosforisensi
Pemendaran cahaya akan berlangsung
beberapa saat walaupun radiasi sinar x sudah dimatikan (after-glow).
3.
Ionisasi
Efek primer sinar x apabila
mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan
atau zat tersebut.
4.
Efek biologic
Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan
biologik pada jaringan. Efek biologik ini dipergunakan dalam pengobatan
radioterapi (Sjahrial Rasad, 2005).
5.
Sifat-sifat sinar X
(dr.J.F.Gabriel:1988)
1.
Menghitamkan plat potret (film)
2.
Mengionisasi gas
3.
Menembus beberapa zat
4.
Menimbulkan flurosensi
5.
Merusak jaringan.
6.
Sifat-sifat sinar X (Kardiawarman, Ph.
D:1996)
1. Tidak
dapat dilihat oleh mata, bergerak dalam lintasan lurus, dan dapat mempengaruhi
film fotografi sama seperti cahaya tampak.
2. Daya
tembusnya lebih tinggi dari pada cahaya tampak, dan dapat menembus tubuh
manusia,kayu, beberapa lapis logam tebal.
3. Dapat
digunakan untuk membuat gambar bayangan sebuah objek pada film fotografi
(radiograf).
4. Sinar-x
merupakan gelombang elektromagnetik dengan energi E = hf.
5. 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.
6. 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.
7. Persamaan
gelombang untuk medan listrik sinar-x yang terpolarisasi bidang adalah Ë= A sin
(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
Prinsip terbentuknya sinar X
(Sjahrial Rasad, 2005), yaitu :
1.
Dihubungkan dengan transformator
tegangan tinggi, elektron-elektron akan dipercepat gerakannya menuju anoda dan
dipusatkan kealat pemusat (focusing cup)
2.
Filamen dibuat relatif negative terhadap
sasaran (target) dengan memilih potensial tinggi.
3.
Awan-awan katoda (filament) dipanaskan
(lebih dari 20.000°c) sampai menyala dengan mengalirkan listrik yang berasal
dari transformator.
4.
Karena panas, electron-elektron dari
katode (filament) terlepas.
5.
Sewaktu electron mendadak dihentikan
pada sasaran (target) sehingga terbentuk panas (>99%) dan sinar X (<1%).
6.
Pelindung (perisai) timah akan memecah
keluarnya sinar X dari tabung. Sehingga sinar X yang terbentuk hanya dapat
keluar melalui jendela.
7.
Panas yang tinggi pada sasaran (target)
akibat benturan electron ditiadakan oleh radiator pendingin (Sjahrial Rasad,
2005)
Proses
terbentuknya sinar X (Hoxster:1982)
Gambar
2 Skema tabung sinar-X (Hoxster:1982)
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, dikelompokanmenjadi 2 yaitu :
1.Sinar-X
Brehmsstrahlung
Gambar 3.Proses pembentukansinar X
bremsstarhlung.
Elektrondengankecepatantinggi
(karenaadabedapotensial 1000 Kvolt) yang mengenai target anoda, electron
tiba-tibaakanmengalamipelemahanygsangatdarastisoleh target
sehinggamenimbulkansinar-x, sinar-x ygterjadidinamakan “sinar-x
brehmsstrahlung” or “braking radiation”. Padawaktumuatan (electron) yang
bergerakdengankecepatantinggi (mengalamipercepatan), karenaadanyabedapotensial,
muatan (electron) akanmemancarkanradiasielektromagnetikdanketika energy
electron cukuptinggimakaradiasielektromagnetiktersebutdalam range
sinar-x.Sinar-x jenisinitidakdipergunakanuntuk XRD (X-Ray Difraction
2.Sinar-x karakteristik
Gambar
4. Proses pembentukan sinar X karakteristik.
Elektrondarikatoda yang
bergerakdenganpercepatanygcukuptinggi, dapatmengenai electron dari atom
target (anoda) sehinggamenyebabkan electron tereksitasidari atom,
kemudian electron lain yang beradapada sub kulit yang
lebihtinggiakanmengisikekosongan yang ditinggalkanoleh electron tadi,
denganmemancarkansinar-x yang memiliki energy sebandingdengan level energy
electron. Karenasinar-X karakteristikmemilikiPanjanggelombangtertentu yang
dapatdifilter, makajenisinibanyakdiaplikasikanuntuk XRD (X-RAy Diffraction)
dalammenentukanstruktur material.
1.
SUMBER ELEKTRON
Filament (katode)
TENAGA UNTUK DAPAT MEMPERCEPAT GERAKAN ELEKTRON
Ini tergantung pada tenaga yang dipasang pada X-Ray
tube. Misalnya untuk pemeriksaan memakai 40-100 Kv.
2.
LINTASAN BEBAS ELEKTRON
Guna mempercepat gerakan electron, ruang hampa ini
kira-kira
sampai
mm Hg. Antara anode dan cathode dulu disebut
anti catode.
3.
ALAT PEMUSAT ELEKTRON
Merupakan suatu lensa elektronik yang menyebabkan
electron-elektron tak bergerak pencar tetapi menuju kebidang focus.
4.
BENDA PENGHENTI ELEKTRON
Ialah sekeping Tungsten yang ditanamkan pada tembaga
di tabung Rontgen Anode diam.
BAB IV
PENUTUP
PENUTUP
Dari
ulasanmakalahdiatasdapat di simpulakan:
1.
Sinar
X adalahpancarangelombangelektromagnetik yang sejenisdengangelombang radio,
panas, cahaya, dansinar ultraviolet, tetapidenganpanjanggelombang yang
sangatpendekdandayatembus yang tinggi.
2.
Sifat-sifatsinar
X
1.
Mempunyaidayatembus
yang tinggiSinar X dapatmenembusbahandengandayatembus yang sangatbesar,
dandigunakandalam proses radiografi.
2.
Mempunyaipanjanggelombang
yang pendekYaitu : 1/10.000 panjanggelombang yang kelihatan
3.
Mempunyaiefekfotografi.
Sinar X dapatmenghitamkanemulsi film setelahdiproses di kamargelap.
4.
Mempunyaisifatberionisasi.Efek
primer sinar X
apabilamengenaisuatubahanatauzatakanmenimbulkanionisasipartikel-partikelbahanzattersebut.
5.
Mempunyaiefekbiologi.
Sinar X akanmenimbulkanperubahan-perubahanbiologipadajaringan.
Efekbiologiinidigunakandalampengobatanradioterapi.
1.
Prinsipterbentuknyasinar
X
1.
Di
dalamtabungroentgen adakatodadananodadanbilakatoda (filament) dipanaskanlebihdari
20.000 derajat C sampaimenyaladenganmengantarkanlistrikdaritransformator,
2.
Karenapanasmaka
electron-electron darikatoda (filament) terlepas,
3.
Denganmemberikantegangantinggimaka
electron-elektrondipercepatgerakannyamenujuanoda (target),
4.
Elektron-elektronmendadakdihentikanpadaanoda
(target) sehinggaterbentukpanas (99%) danSinar X (1%),
5.
Sinar
X akankeluardandiarahkandaritabungmeleluijendela yang disebutdiafragma,
6.
Panas
yang ditimbulkanditiadakanoleh radiator pendingin.
DenganadanyamakalahinimahasiswalebihtahumengenaiSifat-sifatsinar
X dan proses terbentuknyasinar X. Kami
harapteman-temandanpembimbingtidaksungkan-sungkanuntukmemberikankritikanterhadapmakalahini,
agar bisa di perbaikisaatmembuatmakalahselanjutnya.
DAFTAR
PUSTAKA
Hoxter,
Erwin A.(1982).practical radiography.edisi 11
Diktat
Teknik Pesawat Radiologi ATRO Muhammadiyah tahun 1998
Diktat
Teknik Pesawat Radiologi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar