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. pengob atan. Sinar-X termasuk dalam gelombang elektromagnetik. Dalam pemanfaatannya, pemanfaatann ya, 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 -X pada Rontgen dalam Dunia Kesehatan”. Makalah ini disusun untuk un tuk 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). Seb agai 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 da ri 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 J erman 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
2. Filamen
6. Selubung
3. Bidang focus
7. Anoda
4. Keping wolfarm
8. Diapragma
9. Berkas sinar gama
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 sinarX 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 terben tuk melalui proses ini mempunyai energi yang sama dengan d engan selisih energi antara kedua tingkat energi elektron tersebut. Karena setiap jenis atom memiliki tingkat – tingkat tingkat energi elektron yang berbeda-beda maka sinar-X yang terbentuk dari
proses ini disebut karakteristik Sinar-X. Gambar Gambar 4. Ilustrasi transisi elektron 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 pa da kulit K diisi oleh electron dari kulit L, maka akan dipancarkan dipancarka n 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 b ahwa 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 m enumbuk 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 d ari 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 mun gkin terjadi adalah emisi foton yang dialami oleh elektron cepat yang dibelokkan d ibelokkan oleh inti atom target atas konsekuensi dari interaksi coulomb antara inti atom target dengan den gan elektron cepat. Proses pembelokkan ini melibatkan perlambatan dan karenanya memerlukan emisi energi berupa foton. Mekanisme ini disebut bremsstrahlung (bahasa (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 ray merupakan 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 pemban gkit 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 d ipancarkan 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 kehilang an energi yang dimiliki oleh foton. Besarnya energi yang diserap tiap satuan massa dinyatakan di nyatakan 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: 2
E = mc
(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). 2.5
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: 2.6
Dengan I1 adalah intensitas sinar-X awal, I2 adalah ad alah 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 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 dap at dituliskan menjadi (Chesney,1989). 2.7
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 mempun yai 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 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 d i 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 H al 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 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 adan ya basic fog (densitas latar belakang) yang dimiliki setiap film. Pada daerah 2 (daerah toe), terjadi te rjadi 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 merupak an 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 , tg
: 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 d iperoleh 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 m elihat 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 k emudian direkam pada film. Setelah film tersebut dicuci. 4. Interaksi sinar-X dengan materi akan terjadi bila sinar-X yang dipancarkan dipanc arkan 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 tub uh 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/histori (Online),(http://www.accessexcellence.org/AE/AEC/CC/historical_background. cal_background. html ), diakses 3 September 2013 (Online), (http://twistedsifter.com/2010/05/x-ray-photography-nick-veasey/) (http://twistedsifter.com/2010/05/x-ray-photography-nick-veasey/),, diakses 10 September 2013
