fister c sinarx nora-ika
TRANSCRIPT
Pemanfaatan Sinar-X pada Rontgen dalam Dunia Kesehatan
MAKALAH
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH
Fisika Terapan
yang dibina oleh Bapak Yudhianto
Oleh
Offering : C
1. Ika Kusmiyati (110321406366)
2. Nora Indrasari (110321419543)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan bertambahnya zaman, kemajuan teknologi dewasa ini semakin
meningkat. Ilmu kesehatan tidak dapat terlepas kaitannya dengan teknologi. Tanpa
teknologi yang maju di bidang kesehatan maka sistem pengobatan akan tetap
menggunakan metode pengobatan tradisional. Sedangkan permintaan zaman
semakin menuntut pengobatan yang cepat dan tepat. Dengan menggunakan
bantuan teknologi, setiap orang akan merasakan kemudahan dalam pengobatan.
Sinar-X termasuk dalam gelombang elektromagnetik. Dalam pemanfaatannya,
sinar-X dapat digunakan dalam bidang kesehatan. Sinar-X adalah jenis radiasi
yang digunakan dalam pencitraan dan terapi yang menggunakan energi panjang
gelombang pendek sinar yang mampu menembus zat yang paling kecuali logam
berat. Sinar-X memungkinkan dokter untuk memvisualisasikan kondisi tertentu
tubuh internal dengan sedikit atau tanpa prosedur invasif. Kondisi dapat
digambarkan pada film fotografi, atau untuk informasi yang kompleks dan lebih
rinci pada alat rontgen.
Maka dari itu untuk memenuhi tuntutan zaman yang tidak bisa lepas dari
teknologi, penulis akan membahas salah satu alat medis yang menggunakan
penerapan fisika. Makalah ini berjudul “Pemanfaatan Sinar-X pada Rontgen dalam
Dunia Kesehatan”. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah fisika
terapan yang dibimbing oleh Bapak Yudhianto.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana sifat fisik sinar-x?
2. Bagaimana pembentukan sinar-x?
3. Bagaimana mekanisme penyinaran sinar-x pada Rontgen?
4. Bagaimana interaksi sinar-x dengan materi?
5. Apa saja faktor yang menentukan intensitas sinar-x?
6. Bagaimana radiografi sinar-X?
7. Apa saja manfaat sinar-X dalam kehidupan sehari-hari?
8. Apa saja kekurangan dan kelebihan rontgen?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui sifat fisik sinar-x
2. Mengetahui pembentukan sinar-x
3. Mengetahui mekanisme penyinaran sinar-x pada Rontgen.
4. Mengetahui interaksi sinar-x dengan materi
5. Mengetahui faktor yang menentukan intensitas sinar-x
6. Mengetahui radiografi sinar-X
7. Mengetahui manfaat sinar-X dalam kehidupan sehari-hari.
8. Mengetahui kekurangan dan kelebihan rontgen.
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Sifat Fisik Sinar-X
Sinar-X merupakan gelombang elektromgnetik dengan panjang gelombang
0,01-10 Å, sehingga sinar-X mempunyai daya tembus sangat besar. Dalam
radiodiagnostik biasanya digunakan sinar-X dengan panjang gelombang 0,1-1 Å,
yang terdiri dari sinar-X kontinyu dan sinar-X diskret (curry,dkk,1990). Sebagai
radiasi elektromagnetik, sinar-X mempunyai beberapa sifat fisis, yaitu: daya
tembus, pertebaran (hamburan), penyerapan (absorbsi), efek fotografi, pendar
fluor (fluorosensi) dan efek biologi.
Gambar 2.1 : Spektrum radiasi elektromagnetik
1. Daya Tembus
Sinar-X dapat menembus bahan dengan daya tembus sangat besar dan
digunakan unuk radiografi. Semakin tinggi tegangan tabung sinar-X yang
digunakan serta semakin rendah nomor atom suatu benda maka daya tembus
sinar-X akan semakin besar.
2. Hamburan.
Apabila sinar-X melewati suatu bahan atau zat, maka berkas tersebut
bertebaran kesegala arah. Hal ini dapat mengakibatkan tampak pengaburan
kelabu secara menyeluruh pada citra radiograf dari film.
3. Penyerapan (Absorbsi Radiasi)
Sinar-X dalam radiografi diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat
atom atau ketebalan/volume/kepadatannya atau makin besar nomor atomnya ,
makin besar pula penyerapannya.
4. Efek Fotografi
Sinar-X dapat menghitamkan emulsi film (emulsi perak mbromida) setelah
diproses secara kimiawi (dibangkitkan) di kamar gelap.
5. Fluorosensi
Sinar-X dapat menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium tungsten
(Zine sulfida) memendarkan cahaya (luminisensi) jika bahan tersebut dikenai
sinar-X.
2.2 Sejarah Penemuan Sinar X
Sinar-X ditemukan pertama kali oleh fisikawan berkebangsaan Jerman
Wilhelm C. Roentgen pada tanggal 8 November 1895. Saat itu Roentgen bekerja
menggunakan tabung Crookes di laboratoriumnya di Universitas Wurzburg. Dia
mengamati nyala hijau pada tabung yang sebelumnya menarik perhatian
Crookes. Roentgen selanjutnya mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam
dengan harapan agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun setelah
ditutup ternyata masih ada sesuatu yang dapat lewat. Roentgen Menyimpulkan
bahwa ada sinar-sinar tidak tampak yang mampu menerobos kertas hitam
tersebut.
Pada saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar
katoda, beliau mendapatkan bahwa ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang
terbuat dari barium platino cyanida yang kebetulan berada di dekatnya. 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 ini
maka seringkali sinar-X itu dinamai juga sinar Rontgen.
2.3 Pembentukan Sinar-X
Penemuan sinar-X ini berawal dari pemberian beda potensial antara katoda
dan anoda hingga beberapa kilovolt pada tabung sinar-X. Perbedaan potensial
yang besar ini mampu menimbulkan arus elektron sehingga elektron-elektron
yang dipancarkan akibat pemanasan filamen akan dipercepat menuju target
dalam sebuah tabung hampa udara. Gambar 2.3.1 berikut ini adalah gambar
skema tabung Sinar-X (Hoxter,1982).
Gambar 2.3.1 Skema tabung sinar-X (Hoxster,1982)
Keterangan gambar:
1. Katoda 5. Ruang hampa 9. Berkas sinar gama
2. Filamen 6. Selubung
3. Bidang focus 7. Anoda
4. Keping wolfarm 8. Diapragma
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 dapat pula terbentuk melalui proses perpindahan elektron suatu
atom dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah.
Adanya tingkat-tingkat energi dalam atom dapat digunakan untuk menerangkan
terjadinya spektrum sinar-X dari suatu atom (Gambar 4). Sinar-X yang terbentuk
melalui proses ini mempunyai energi yang sama dengan selisih energi antara
kedua tingkat energi elektron tersebut. Karena setiap jenis atom memiliki tingkat
–tingkat energi elektron yang berbeda-beda maka sinar-X yang terbentuk dari
proses ini disebut karakteristik Sinar-X. Gambar 4. Ilustrasi transisi elektron
dalam sebuah atom (Beck, 1977)
Gambar 4.
Karakteristik Sinar-X terjadi karena elektron yang berada pada kulit K
terionisasi sehingga terpental keluar. Kekosongan kulit K ini segera diisi oleh
elektron dari kulit diluarnya. Jika kekosongan pada kulit K diisi oleh electron
dari kulit L, maka akan dipancarkan karakteristik sinar-X Kα. Jika kekosongan
itu diisi oleh elektron dari kulit M, maka akan dipancarkan karakteristik Sinar-X
Kβ dan seterusnya (Beck, 1977).
Sejak saat itu para ahli fisika telah mengetahui bahwa sinar-X dapat
dihasilkan bila elektron dengan kecepatan yang sangat tinggi menabrak atom.
Pesawat sinar-X modern pada dasarnya membangkitkan sinar-X dengan
membombardir target logam dengan elektron berkecepatan tinggi. Elektron yang
berkecepatan tinggi tentunya memiliki energi yang tinggi dan karenanya mampu
menembus elektron-elektron orbital luar pada materi target hingga menumbuk
elektron orbital pada kulit K (terdekat dengan inti). Elektron yang tertumbuk
akan terpental dari orbitnya, meninggalkan hole pada tempatnya semula. Hole
yang ditinggalkan akan diisi elektron dari kulit luar dan proses itu melibatkan
pelepasan foton (cahaya elektromagnetik) dari elektron pengisi tersebut. Foton
yang keluar itulah disebut sinar-X. Keseluruhan proses terbentuknya sinar-X
melalui mekanisme tersebut disebut mekanisme sinar-X karakteristik.
Adapun mekanisme lain yang mungkin terjadi adalah emisi foton yang
dialami oleh elektron cepat yang dibelokkan oleh inti atom target atas
konsekuensi dari interaksi coulomb antara inti atom target dengan elektron cepat.
Proses pembelokkan ini melibatkan perlambatan dan karenanya memerlukan
emisi energi berupa foton. Mekanisme ini disebut bremsstrahlung (bahasa
jerman dari radiasi pengereman).
Gambar 2.3.2 Mekanisme bremsstrahlung
2.3 Komponen Mesin Sinar-X pada Rontgen
Secara umum, mesin sinar-X terdiri dari 5 komponen utama. Seperti terlihat
pada gambar berikut,
Gambar alat rontgen
komponen ini termasuk kepala sinar - X , rotasi lengan , intensifier, meja
putar , dan panel kontrol. Kepala X – ray merupakan sumber sinar - X. Rotasi
lengan memungkinkan kepala sinar - X dan Intensifier untuk diputar. Sementara
meja putar menentukan posisi X , Y & Z untuk pasien berbaring di atasnya.
2.4 Mekanisme Penyinaran Sinar-X pada Rontgen
Sinar-X yang dipancarkan dari sistem pembangkit sinar-X merupakan
pancaran foton dari interaksi elektron dengan inti atom di anoda. Pancaran foton
tiap satuan luas disebut penyinaran atau exposure. Foton yang dihasilkan dari
sistem pembangkit sinar-X dipancarkan ketika elektron menumbuk anoda. Beda
tegangan antara katoda dan anoda menetukan besar energi sinar-X, juga
mempengaruhi pancaran sinar-X.
Tidak seperti foto pada umumnya, foto rontgen menggunakan sinar-X
sebagai pemantul cahayanya. Namun, tidak seperti cahaya lampu yang dapat
bersinar terang, sinar ini tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. Untuk
memotret bagian dalam tubuh, seseorang harus berada di antara tempat
penyimpanan film dan tabung yang memancarkan sinar-X tersebut. Sinar-X ini
akan menembus kulit dan bagian tubuh lain kecuali tulang. Bayangan sinar ini
kemudian direkam pada film.
Setelah film tersebut dicuci, bagian yang tidak dapat ditembus sinar-X akan
berwarna putih, sedang bagian yang dapat ditembus oleh sinar-X akan berwarna
hitam. Contoh hasil foto rontgen seperti pada gambar 2.4 di bawah ini.
Gambar Contoh foto hasil rontgen
Gambar terbentuk karena adanya perbedaan intensitas sinar- X yang
mengenai permukaan film setelah terjadinya penyerapan sebagian sinar-X oleh
bagain tubuh manusia. Daya serap tubuh terhadap sinar-X sangat bergantung
pada kandungan unsur-unsur yang ada di dalam organ. Tulang manusia yang
didominasi oleh unsur Ca mempunyai kemampuan menyerap yang tinggi
terhadap sinar-X. Karena penyerapan itu maka sinar-X yang melewati tulang
akan memberikan bayangan gambar pada film yang berbeda dibandingkan
bayangan gambar dari organ tubuh yang hanya berisi udara seperti paru-paru atau
air seperti jaringan lunak pada umumnya. Dari hasil ronsen itulah, seorang dokter
ahli penyakit dalam atau dokter tulang dapat menentukan pengobatan yang tepat
bagi pasiennya.
2.5 Interaksi Sinar-X Dengan Materi
Interaksi sinar-X dengan materi akan terjadi bila sinar-X yang dipancarkan
dari tabung dikenakan pada suatu objek. Sinar-X yang terpancar merupakan
panjang gelombang elektromagnetik dengan energi yang cukup besar.
Gelombang elektromagnnetik ini dinamakan foton. Foton ini tidak bermuatan
listrik dan merambat menurut garis lurus. Bila sinar-X mengenai suatu objek,
akan terjadi interaksi antara foton dengan atom-atom dengan objek tersebut.
Interaksi ini menyebabkan foton akan kehilangan energi yang dimiliki oleh foton.
Besarnya energi yang diserap tiap satuan massa dinyatakan sebagai satuan dosis
serap, disingkat Gray. Dalam jaringan tubuh manusia, dosis serap dapat diartikan
sebagai adanya 1 joule energi radiasi yang diserap 1 kg jaringan tubuh
(BATAN).
1 gray =1 joule / kg
Interaksi radiasi dengan materi tergantung pada energi radiasi, Jika berkas
sinar-X melalui bahan akan terjadi proses utama yakni:
2.5.1 Efek foto listrik
Dalam proses foto listrik energi foton diserap oleh atom yaitu elektron,
sehingga elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang
keluar dari atom disebut foto elektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada
energi radiasi rendah (E < 1 MeV ) dan nomor atom besar.
Gambar 2.5.1 : Efek Foto listrik (Krane K, 1992)
Bila foton mengenai elektron dalam suatu orbit dalam atom, sebagian energi
foton (Q) digunakan untuk mengeluarkan elektron dari atom dan sisanya dibawa
oleh elektron sebagai energi kinetik nya. Seluruh energi foton dipakai dalam
proses tersebut:
E = hf = Q +Ek (2.1)
Dengan,
Q = energi ikat elektron,
Ek = energi kinetik
E = energi (joule)
F = frekwensi (hertz)
h = konstanta plank (6,627 x 10-34 J.s)
2.5.2 Efek Compton
Penghamburan compton merupakan suatu tumbukan lenting sempurna antara
sebuah foton dan sebuah elektron bebas. Dimana foton berinteraksi dengan
electron yang dianggap bebas (tenaga ikat elektron lebih kecil dari energi foton
datang), seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.5.2 : Penghamburan compton: suatu tumbukan lenting sempurna
antara sebuah foton dan sebuah elektron (Beiser, 2003).
Dalam suatu tumbukan antara sebuah foton dan elektron bebas maka tidak
mungkin semua energi foton dapat dipindahkan ke elektron jika momentum dan
energi dibuat kekal. Hal ini dapat diperlihatkan dengan berasumsi bahwa reaksi
semakin dimungkinkan. Jika hal itu memang benar, maka menurut hukum
kekekalan semua energi foton diberikan kepada elektron dan didapatkan:
E = mc2 (2.2)
Menurut hukum kekekalan momentum, semua momentum foton (p) harus
dipindahkan ke elektron, jika foton tersebut menghilang:
(2,3)
Dengan,
E = energi (Joule)
m = massa (Kg)
c = Kecepatan cahaya (m/dtk)
p = momentum
2.5.3 Produksi pasangan
Sebuah foton yang energinya lebih dari 1.02 MeV. Pada saat bergerak dekat
dengan sebuah inti, secara spontan akan menghilang dan energinya akan muncul
kembali sebagai suatu positron dan elektron seperti yang digambarkan berikut:
Gambar 2.5.3 : Proses pembentukan pasangan, dimana foton berubah
menjadi energi positron dan elektron (Beiser, 2003)
2.6 Faktor yang Menentukan Intensitas Sinar-X
Faktor-faktor yang memengaruhi intensitas Sinar-X yang dihasilkan dari
suatu pemaparan atau disebut faktor eksposi adalah tegangan tabung, Arus
tabung, jarak fokus ke film, waktu eksposi.
2.6.1 Tegangan Tabung
Tegangan tabung sinar-X atau beda potensial antara anoda dengan katoda
Selain menentukan energi maximum sinar-X yang dihasilkan, juga menentukan
paparan sinar-X.(Sprawls,1987). Gambar berikut ini adalah gambar spektrum
sinar-X dengan tegangan tabung yang berbeda.
Gambar 2.6.1 Spektrum sinar-X pada tegangan tabung yang berbeda
(Sprawls,1987).
Paparan sinar-X kira-kira sebanding dengan faktor pangkat dua dari
besarnya tegangan tabung yang digunakan (Meredith, 1977). Dengan kata lain
jika tegangan tabung atau energi sinar-X dinaikkan dua kali lipat maka paparan
sinar-X akan menjadi empat kalinya sehingga daya tembusnya semakin besar.
Hubungan antara tegangan tabung dengan intensitas dapat dilihat pada
persamaan 2.1 berikut ini:
(2.4)
Dengan V1 adalah tegangan tabung awal (Volt),V2 adalah tegangan tabung
akhir (Volt), I1 adalah Intensitas awal, I2 adalah Intensitas sinar-X akhir.
Penambahan tegangan tabung akan menambah jumlah pancaran radiasi dari
target atau meningkatkan intensitas radiasi yang dipancarkan (Chesney,1980).
Pemilihan tegangan tabung (V) yang terlalu rendah akan menyebabkan
penyinaran yang diberikan tidak mampu menghasikan densitas pada film
sedangkan pemilihan tegangan tabung yang terlalu tinggi akan menimbulkan
radiograf yang buruk sehingga informasi yang diperlukan hilang (kabur).
Tegangan (V) antara anoda dengan katoda menunjukkan kecepatan dari
elektron-elektron, semakin besar kecepatan elektron menumbuk anoda maka
semakin besar pula energi yang terkonversi ke dalam energi sinar-X
(Meredith,1977).
Dengan i adalah arus tabung dan t adalah waktu penyinaran, v adalah
tegangan tabung sinar-X dan d adalah jarak target terhadap sumber radiasi (cm).
2.6.2 Arus Tabung
Arus tabung didefenisikan sebagai jumlah elektron persatuan waktu yang
bergerak dari katoda ke anoda. Paparan sinar-X yang terjadi sebanding dengan
besarnya arus tabung (Merredith,1977) Hubungan ini dapat ditulis sebagai
berikut:
Dengan I1 adalah intensitas sinar-X awal, I2 adalah intensitas sinar-X akhir,
i adalah kuat arus (Ampere).
2.6.3 Jarak Fokus Ke Film (FFD)
Jarak fokus ke film (FFD) adalah jarak antara titik tumbuk sinar-X (fokus)
dengan letak film radiograf. Perubahan pada FFD akan selalu berakibat pada
2.5
2.6
perubahan nilai paparan sinar-X yang mencapai film, karena intensitas sinar-X
berbanding terbalik dengan jarak (invers square law). Apabila d merupakan jarak
dari fokus ke film maka paparan sin-X dapat dituliskan menjadi (Chesney,1989).
2.6.4 Waktu Exposi (dalam menit)
Waktu exposi menunjukkan lamanya penyinaran, semakin lama waktu
penyinaran semakin besar sinar-X yang dihasilkan.
2.7 Radiografi Sinar-X
Radiografi sinar-X adalah ilmu yang mempelajari citra suatu objek yang
diradiasi dengan sinar-X. Bila sinar-X dilewatkan pada suatu objek, maka
sebagian radiasi yang ada akan diteruskan sehingga citra objek dapat direkam
pada film. Satuan yang biasa digunakan untuk penyinaran radiografi adalah
Rontgen, disingkat R. Satu Rontgen dapat diartikan sebagai sejumlah sinar-X
agar menghasilkan ion-ion yang membawa muatan satu statcoulomb tiap
centimeter kubik diudara dengan suhu nol derajat celsius pada tekanan 760
mmhg. Satu Rontgen dari radiasi foton mempunyai energi rata-rata antara 0.1
Mev sampai 3.0 Mev yang mampu menghasilkan dosis serap sebesar 0.96 rad.
Dengan demikian dapat dikatakan menghasilkan dosis sebesar 1 rad. Jadi,
1 R = 1 rad
Keluaran sistem generator sinar-X dipengaruhi oleh arus listrik, waktu
penyinaran, besarnya potensial dan jarak target. Secara matematis dapat
dinyatakan dengan persamaan :
(2.8)
Keterangan:
k = konstanta penyinaran
I = arus tabung
t = waktu penyinaran
2.7
V = Potensial tabung sinar-X
d = jarak target terhadap sumber radiasi
Potensial (kV), Arus (mA) dan waktu (t) mempengaruhi densitas bayangan.
Pemilihan potensial (kV) yang terlalu rendah akan menyebabkan penyinaran
yang diberikan tidak mampu menghasilkan densitas pada film. Sedangkan
pemilihan potensial (kV) yang terlalu tinggi akan menimbulkan gambar film
yang buruk sehingga informasi yang diperlukan hilang (kabur).
Waktu penyinaran digunakan untuk menentukan lamanya penyinaran. Hal
ini terutama dimaksudkan untuk mengurangi ketidaktajaman gambar yang
dihasilkan di film karena gerakan objek yang diambil. Dengan waktu penyinaran
yang minimal dapat digunakan untuk mengontrol densitas rata-rata bayangan.
Bila waktu penyinaran yang dipilih ditingkatkan atau diperbesar akan
mengakibatkan gambar yang dihasilkan di film menjadi kurang tajam. Hal ini
terjadi bila ada faktor gerakan dari objek yang diradiasi. Hubungan antara variasi
waktu penyinaran dengan potensial dapat dinyatakan dengan persamaan:
(2.9)
Dengan,
mA : arus listrik yang diberikan
s1, s2 : waktu penyinaran
kV1, kV2 : potensial yang diberikan
Gambar 2.2 : Distribusi Radiasi Sinar-X
Gambar 2.2 menunjukkan adanya pengurangan intensitas sinar-X . Radiasi
sinar-X dipancarkan dari fokus tabung sinar-X dalam arah garis lurus. Pancaran
itu kemudian didistribusikan dalam Jarak yang semakin besar. Hal ini
menyebabkan intensitas sinar-X itu menjadi berkurang dengan perbandingan
kuadrat jarak. Bila jarak yang diberikan diperbesar menjadi dua kalinya, maka
intensitasnya berkurang menjadi seperempatnya, dan bila jaraknya diperbesar
tiga kali lipat maka intensitasnya berkurang menjadi sepersembilan dari
intensitas semula.
Hubungan antara waktu penyinaran dengan jarak sumber radiasi ke film
dinyatakan dengan persamaan:
(2.10)
Dengan ,
mA : arus listrik yang diberikan
s1, s2 : waktu penyinaran
d1, d2 : jarak sumber radiasi ke film
Dari persamaan (2.3) dan (2.4) dapat dinyatakan hubungan antara potensial
dan jarak sumber radiasi:
(2.11)
Dengan ,
d1, d2 : jarak sumber radiasi ke film
kV1, kV2 : potens ial yang diberikan
Gambar 2.3 Kurva karakteristik film
Gambar 2.3 adalah Perubahan Log Penyinaran Mempengaruhi Densitas Film
(Daerah 1). Pengaruh yang terjadi pada daerah ini sangat kecil. Densitas pada
daerah ini disebabkan oleh adanya basic fog (densitas latar belakang) yang
dimiliki setiap film. Pada daerah 2 (daerah toe), terjadi peningkatan log
penyinaran. Densitas bertambah secara perlahan. Daerah ini menunjukkan efek
penyinaran. Pada daerah 2-3 (straight-line part), densitas meningkat secara linier
terhadap log penyinaran. Kemiringannya merupakan gradien film. Gradien film
menyatakan kontras film. Kontras film merupakan kemampuan film untuk
membedakan densitas yang disebabkan oleh dua penyinaran yang hampir sama.
Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan:
(2.11)
Dengan ,
tgα : gradien film
D1, D2 : densitas hasil penyinaran
E1, E2 : penyinaran ( J/m2)
Pada daerah 3-4 (daerah shoulder), densitas meningkat dengan intensitas
penyinaran yang sangat tinggi.
2.8 Manfaat sinar-X dalam kehidupan sehari-hari
Penemuan Sinar-X ternyata mampu mengantarkan ke arah terjadinya
perubahan mendasar dalam bidang kedokteran. Dalam kegiatan medik, 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.
2.9 Kelebihan dan Kekurangan Penggunaan Rontgen
2.9.1. Kelebihan Rontgen
Setelah Roentgen memperlihatkan hasil pemotretan dengan sinar-X
terhadap tangan istrinya yang memakai cincin, pada gambar tersebut terlihat
dengan jelas ruas-ruas tulang jari tangannya. Manusia mulai menyadari akan
manfaat besar yang dapat diperoleh dari penemuan radiasi pengion tadi.
Pemanfaatan radiasi pengion dalam bidang kedokteran, terutama sinar-X
berkembang pesat beberapa saat setelah penemuan radiasi tersebut.
Penguasaan pengetahuan mengenai radiasi pengion
oleh umat manusia yang terus meningkat dari waktu ke waktu juga
memungkinkan dimanfaatkannya radiasi tersebut dalam berbagai bidang
kegiatan di luar kedokteran, di samping pemanfaatan-nya di dalam bidang
kedokteran sendiri juga terus mengalami peningkatan. Dalam ilmu
kedokteran, sinar-X dapat digunakan untuk melihat kondisi tulang, gigi serta
organ tubuh yang lain tanpa melakukan pembedahan langsung pada tubuh
pasien.
2.9.2. Kekurangan Rontgen
Beberapa efek merugikan yang muncul pada tubuh manusia karena
terpapari sinar-X segera teramati beberapa saat setelah penemuan kedua jenis
radiasi tersebut. Efek merugikan tersebut berupa kerontokan rambut dan
kerusakan kulit. Pada tahun 1897 di Amerika Serikat dilaporkan adanya 69
kasus kerusakan kulit yang disebabkan oleh sinar-X. Tahun 1902 angka yang
dilaporkan meningkat menjadi 170 kasus. Pada tahun 1911 di Jerman juga
dilaporkan adanya 94 kasus tumor yang disebabkan oleh sinar-X. Meskipun
beberapa efek merugikan dari sinar-X telah teramati, namun upaya
perlindungan terhadap bahaya penyinaran sinar-X belum terfikirkan.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1. Sinar-X mempunyai beberapa sifat fisis, yaitu: daya tembus, pertebaran
(hamburan), penyerapan (absorbsi), efek fotografi, pendar fluor (fluorosensi)
dan efek biologi.
2. Pembentukan sinar-X berawal dari pemberian beda potensial antara katoda
dan anoda hingga beberapa kilovolt pada tabung sinar-X. Perbedaan potensial
yang besar ini mampu menimbulkan arus elektron sehingga elektron-elektron
yang dipancarkan akibat pemanasan filamen akan dipercepat menuju target
dalam sebuah tabung hampa udara.
3. Seseorang harus berada di antara tempat penyimpanan film dan tabung yang
memancarkan sinar-X. Sinar-X akan menembus kulit dan bagian tubuh lain
kecuali tulang. Bayangan sinar ini kemudian direkam pada film. Setelah film
tersebut dicuci.
4. Interaksi sinar-X dengan materi akan terjadi bila sinar-X yang dipancarkan
dari tabung dikenakan pada suatu objek. Interaksi ini menyebabkan foton akan
kehilangan energi yang dimiliki oleh foton.
5. Faktor-faktor yang memengaruhi intensitas Sinar-X yang dihasilkan dari suatu
pemaparan atau disebut faktor eksposi adalah tegangan tabung, Arus tabung,
jarak fokus ke film, waktu eksposi.
6. Radiografi sinar-X adalah ilmu yang mempelajari citra suatu objek yang
diradiasi dengan sinar-X. Bila sinar-X dilewatkan pada suatu objek, maka
sebagian radiasi yang ada akan diteruskan sehingga citra objek dapat direkam
pada film.
7. Dalam kegiatan medik, 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.
8. Sinar-X dapat digunakan untuk melihat kondisi tulang, gigi serta organ tubuh
yang lain tanpa melakukan pembedahan langsung pada tubuh pasien.
Beberapa efek merugikan yang muncul pada tubuh manusia karena terpapari
sinar-X segera teramati yaitu kerontokan rambut dan tumor.
Daftar Pustaka
Davodit, Paul. 2008. Physics in Biology and Medicine, 3rd Edn. UK: Academic
Press.
Djunaidi, H. Mahbub Hart. 1978. Seratus Tokoh yang Paling Berpengaruh dalam
Sejarah (Hart, Michael). Jakarta: Dunia Pustaka Jaya.
(Online),(http://www.accessexcellence.org/AE/AEC/CC/historical_background.
html ), diakses 3 September 2013
(Online), (http://twistedsifter.com/2010/05/x-ray-photography-nick-veasey/), diakses
10 September 2013