Posted on
December 27,2012 by krisna singh
1. Sinar X
Sinar X :adalah pancaran gelombang elektromagnetik
yang sejenis dengan gelombang radio, panas, cahaya sinar ultraviolet, tetapi
mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek sehingga dapat menembus benda-benda.
Sinar X ditemukan oleh sarjana fisika berkebangsaan
Jerman yaitu
W. C. Rontgen tahun 1895
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.
2. Proses Terjadinya sinar X
1. 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,
2. Karena panas maka electron-electron dari katoda
(filament) terlepas,
3. Dengan memberikan tegangan tinggi maka
electron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target),
4. Elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda
(target) sehingga terbentuk panas (99%) dan sinar X (1%),
5. Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung
melelui jendela yang disebut diafragma,
6. Panas yang ditimbulkan ditiadakan oleh radiator
pendingin.
TABUNG ROENTGEN
Sinar-X dari proces kejadiannya, dikelompokan menjadi
2 yaitu :
1. Sinar-X
Brehmsstrahlung
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)
2. 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
Proses
terjadinya sinar-X
Foton sinar-X dihasilkan ketika elektron berkecepatan tinggi yang berasal dari
katoda menumbuk target pada anoda. Elektron-elektron dari katoda ini berasal
dari pemanasan filamen ( lebih dari 2000° C ), sehingga pada filamen ini akan
terbentuk awan elektron. Elektron-elektron dari katoda ini akan bergerak cepat
menumbuk bidang target (anoda) akibat diberikannya tegangan tinggi atau beda
potensial antara katoda dan anoda. Dari hasil tumbukan tersebut menghasilkan
foton sinar-X lebih kurang 1 % dan sisanya 99 % berupa energi panas.
Ada dua type kejadian yang terjadi di dalam proses menghasilkan foton sinar-X
yaitu, sinar-X Bremstrahlung dan sinar-X karakteristik. Dimana interaksi itu
terjadi saat elektron proyektil menumbuk target ( Carlton, 1992 :165 )
Sinar-X Bremstrahlung
Sinar-X Bremstrahlung terjadi ketika elektron dengan energi kinetik yang
terjadi berinteraksi dengan medan energi pada inti atom. Karena inti atom ini
mempunyai energi positif dan elektron mempunyai energi negatif, maka terjadi
hubungan tarik- menarik antara inti atom dengan elektron.
Sinar-X Bremstrahlung
Ketika elektron ini cukup dekat dengan inti atom dan inti atom mempunyai medan
energi yang cukup besar untuk ditembus oleh elektron proyektil, maka medan
energi pada inti atom ini akan melambatkan gerak dari elektron proyektil.
Melambatnya gerak dari elektron proyektil ini akan mengakibatkan elektron
proyektil kehilangan energi dan berubah arah. Energi yang hilang dari elektron
proyektil ini dikenal dengan photon sinar – X bremstrahlung.
Sinar-X Karakteristik
Sinar-X karakteristik terjadi ketika elektron proyektil dengan energi kinetik
yang tinggi berinterkasi dengan elektron dari tiap-tiap kulit atom. Elektron
proyektil ini harus mempunyai energi kinetik yang cukup tinggi untuk melepaskan
elektron pada kulit atom tertentu dari orbitnya. Saat elektron dari kulit atom
ini terlepas dari orbitnya maka akan terjadi transisi dari orbit luar ke orbit
yang lebih dalam.
Sinar-X Karakteristik
Energi yang dilepaskan saat terjadi transisi ini dikenal dengan photon sinar-X
karakteristik. Energi photon sinar-X karakteristik ini bergantung pada besarnya
energi elektron proyektil yang digunakan untuk melepaskan elektron dari kulit
atom tertentu dan bergantung pada selisih energi ikat dari elektron transisi
dengan energi ikat elektron yang terlepas tersebut.
referensi dari Curry III, Thomas. S and James E. 1990. Christensen's Physics of
Diagnostic Radiology, Texas