PENGENALAN
SINAR X
Mohamad Ilyas*, Chairuni Syah
*)Mahasiswa Jurusan Fisika Fakultas Sains dan
Teknologi
UIN Alauddin Makassar
Abstrak:
Radiasi
sinar-X merupakan suatu gelombang elektromagnetik dengan gelombang pendek. Sinar-X dihasilkan dari tumbukan elektron
berkecepatan tinggi dengan logam sasaran. Pada percobaan
yang telah dilakukan, telah diperkenalkan mengenai beberapa alat yang digunakan
pada percobaan sinar-X diantaranya X-ray basic unit 35 KV yang bisa digunakan
untuk mengukur tekanan darah. DC amplifier dan DC constanter untuk mengukur
tegangan, plug-in module with Mo-X-Ray tube, celah hamburan dan software X-ray
yang digunakan. Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan, karakteristik
grafik yang diperoleh berbeda dengan grafik yang seharusnya. Ini dikarenakan
adanya bagian alat X-ray yang mengalami kerusakan, yaitu kristal pada CU pecah,
sehingga mempengaruhi hasil dari pengambilan data dan karakteristik grafik yang
diinginkan.
Kata Kunci: Sinar X, Sinar katoda, Elektromagnet, dan Spektrum
I.
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Sinar-X
adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari
cahaya dan dihasilkan dengan memborbarding suatu target dengan elektron
kecepatan tinggi. Target biasanya dibuat dari tungsten. Sinar-X adalah
foton-foton berenergi tinggi (1–100 keV) dengan panjang gelombang dalam orde 1
Ǻ. Sinar-X dihasilkan dari penembakan suatu atom dengan elektron-elektron
berenergi tinggi dengan cara memberi tegangan yang cukup besar.
Elektronelektron ini “menendang”
elektron yang terikat pada inti atom, sehingga
terjadi kekosongan pada kulit atom. Kekosongan ini langsung diisi oleh
elektron dari kulit atau orbital terluar. Pada saat perpindahan transisi elektron dari kulit
terluar ke kulit terdalam ini, dipancarkan tenaga yang merupakan gelombang
elektromagnet yang disebut dengan sinar-X(Syamsul Bahri, 2005).
Radiasi
merupakan energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang
elektromagnetik atau cahaya (foton) dari sumber radiasi. Radiasi yang
ditimbulkan dari tindakan medis yang berasal dari sumber buatan manusia,
misalnya radiasi dari sinar X. Radiografi atau Roentgen sinar X termasuk ke
dalam radiasi pengion yang merupakan sarana penunjang diagnositik yang sudah
berkembang pesat. Dalam bidang medis penggunaan sinar X untuk pencitraan
diagnostik telah digunakan selama lebih dari satu abad. Salah satu manfaat
sinar X adalah dapat mendeteksi penyakit
kelainan organ dengan cepat melalui radiodiagnosa. Disamping memberikan manfaat
bagi manusia, radiasi juga mengandung potensi bahaya (Fauziyah, Dwijananti,
2008).
B.
Rumusan Masalah
Rumusam masalah pada
percobaan ini adalah sebagai berikut :
a. Bagaimana
memahami prinsip tabung katoda.?
b. Bagaimana
cara mengoperasikan x-ray 35 KV.?
c. Bagaimana
mengetahui spectrum intensitas radiasi polikromatik dari tabung x-ray dengan
bantuan sebuah mikrokristal LiF.?
d. Bagaimana
menentukan dan memplot grafik intensitas dari Ka karakteristik dan radiasi Kb
sebagai fungsi dari kedua arus dan tegangan anoda.?
e. Bagaimana
membandingkan hasil pengukuran dengan rumus intensitas teoritis.?
C.
Tujuan
Percobaan
Tujuan percobaan pada praktikum ini adalah sebagai
berikut :
a. memahami
prinsip tabung katoda
b. untuk
mengetahui cara mengoperasikan x-ray 35 KV
c. mengetahui
dan mencatat hasil spectrum intensitas radiasi polikromatik dari tabung x-ray
dengan bantuan sebuah mikrokristal LiF
d. menentukan
dan memplot grafik intensitas dari Ka karakteristik dan radiasi Kb sebagai
fungsi dari kedua arus dan tegangan anoda
e. membandingkan
hasil pengukuran dengan rumus intensitas teoritis
II.
TINJAUAN
PUSTAKA
Sinar-X
ditemukan oleh Wilhelm Conrad Rontgen seorang berkebangsaan Jerman pada tahun
1895. Penemuanya diilhami dari hasil
percobaan percobaan sebelumnya antara lain dari J.J Thomson mengenai tabung
katoda dan Heinrich Hertz tentang foto listrik. Kedua percobaan tersebut
mengamati gerak electron yang keluar dari katoda menuju ke anoda yang berada
dalam tabung kaca yang hampa udara. Pembangkit sinar-X berupa tabung hampa
udara yang di dalamnya terdapat filamen yang juga sebagai katoda dan terdapat
komponen anoda. Jika filamen dipanaskan maka akan keluar elektron dan apabila
antara katoda dan anoda diberi beda potensial yang tinggi, elektron akan
dipercepat menuju ke anoda. Dengan percepatan elektron tersebut maka akan
terjadi tumbukan tak kenyal sempurna antara elektron dengan anoda, akibatnya
terjadi pancaran radiasi sinar-X (suyatno, 2008).
Melalui
generator yang membuat aliran listrik dengan potensial tinggi, logam pijar
molybdenum memijar, pada saat tertentu logam pijar tersebut menghasilkan awan
electron (logam pijar molybdenum disebut sebagai filamen) pada suhu tertentu
serta saat tertentu pula electron electron tertarik ke anoda (anoda adalah
unsur radioaktif barium platinum sianida atau tungsten carbide). Dengan kata
lain bila anoda dibombardir oleh elektron, akan timbul pancaran sinar radiasi
roentgen atau sinar x, keadaan ini terjadi pada tabung vakum Coolidge (trelia
boel, 2009).
Gambar II.1: Rangkaian Dasar Sinar X
Sirkuit
yang sebenarnya dari sebuah mesin sinar x yang modern sangat kompleks di bagian
ini. Namun, kamu akan mempertimbangkan hanya aspek aspek dasar dari sirkuit sinar x. sebuah diagram
sederhana dari unit terapi diri diperbaiki ditunjukkan pada Gambar II.1.
sirkuit dapat dibagi menjadi dua bagian: sirkuit tegangan tinggi untuk memberikan
potensi untuk mempercepat electron dan rendah = sirkuit tegangan untuk memasok
arus pemanasan ke filament. Karena tegangan yang diberikan antara katoda dan
anoda cukup tinggi untuk mempercepat semua elektron menyebrang ke target, suhu
filamen atau filament arus mengontrol arus tabung (arus dalam sirkuit karena
aliran elektron di tabung) dan intensitas sinar x (Tim dosen, 2015).
Pemanfaatan
sinar-X di bidang kedokteran nuklir merupakan salah satu cara untuk
meningkatkan kesehatan masyarakat.
Aplikasi ini telah cukup beragam mulai dari radiasi untuk diagnostic,
pemeriksaan sinar-X gigi dan penggunaan radiasi sinar-X untuk terapi.
Radioterapi adalah suatu pengobatan yang menggunakan sinar pengion yang banyak
dipakai untuk menangani penyakit kanker. Alat diagnosis yang banyak digunakan
di daerah adalah pesawat sinar-X (photo Rontgen) yang berfungsi untuk photo
thorax, tulang tangan,kaki dan organ tubuh yang lainnya. Alat terapi banyak terdapat di rumah sakit-rumah sakit
perkotaan karena membutuhkan daya listrik yang cukup besar. Di negara maju, fasilitas
kesehatan yang menggunakan radiasi sinar-X telah sangat umum dan sering
digunakan. (suyatno, 2008).
III. METODOLOGI
PENELITIAN
A.
Waktu
dan Tempat Penelitian
Percobaan ini dilaksanakan
pada hari Rabu tanggal 30 Desember 2015 di Laboratorium Fisika Modern, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar.
B.
Alat dan
Bahan
Alat
yang digunakan dalam percobaan ini yaitu X-ray basic
unit 35 KV, goniometer untuk X-ray unit 35 KV , LIF (Lithium
Fluorid Cristal), celah hamburan dan data cable
2 x SUB-D serta plug/socket, 9 pole. Sedangkan bahan yang digunakan dalam
percobaan ini yaitu plug-in module with Mo-X-Ray dan kabel penghubung.
A.
Prosedur Kerja
Prosedur kerja
yang dilakukan dalam percobaan ini yaitu sebagai berikut:
1. Merangkai
X-Ray sesuai rangkaian dasar X-Ray, dapat dilihat pada gambar (1):
Gambar (1): Rangkaian Dasar X-Ray
2. Kemudian
menghubungkan X-Ray dengan sumber tegangan
Gambar (2): Pengaturan
Sumber Tegangan
3. Memasang
X-Ray plug Mo pada X-Ray Basic Unit 35 kV
Gambar (3): Pemasangan X-Ray plug Mo
4.
Memasang celah hamburan
Gambar (4): Pemasangan Celah Hamburan
5. Mengatur
kV dan mAs pada X-ray Basic Unit
Gambar
(5): Pengaturan Tegangan kV dan mAs X-Ray
Basic
Unit
6.
Mengamati pola difraksi yang terjadi.
Gambar (6):
Pengamatan Pola Difraksi
I.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil
Pengamatan
Hasil
pengamatan yang diperoleh pada percobaan
ini adalah sebagai berikut :
B.
Pembahasan
Pada eksperimen
yang dilakukan, telah diperkenalkan
mengenai beberapa komponen yang digunakan pada percobaan sinar-X diantaranya
X-ray basic unit 35 KV yang bisa digunakan untuk mengukur tekanan darah. DC
amplifier dan DC constanter untuk mengukur tegangan, plug-in module with Mo-X-Ray
tube, celah hamburan dan software X-ray yang digunakan. Berdasarkan hasil
pengamatan, karakteristik grafik yang diperoleh berbeda dengan grafik yang
seharusnya. Hal ini dikarenakan adanya bagian alat X-ray yang mengalami
kerusakan, yaitu tidak adanya monokristal yang digunakan pada x-ray basic unit.
Sehingga tidak dapat dibandingkan hasil yang diperoleh dengan teori.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa : .
1.
Prinsip kerja tabung katoda adalah filamen yang diberi catu daya dari
sumber tegangan rendah (V) akan mengeluarkan elektron secara termal. Elektron-elektron ini
selanjutnya dipercepat oleh tegangan tinggi yang timbul antara anoda dan
katoda, sehingga mereka memperoleh energy kinetic yang sangat besar. Pada saat
menumbuk anoda elektron-elektron ini akan melepaskan energi kinetiknya.
Sebagian kecil dari energy tersebut berubah menjadi energi gelombang
elektromagnetik yang disebut sinar x, sedangkan sebagian besar dari energi
kinetic itu berubah menjadi panas yang menumpuk pada anoda.
2.
Cara pengoperasian x-ray yaitu awalnya x-ray
dihubungkan dengan sumber tegangan kemudian memasang x-ray plug Mo atau plug Cu
kemudian memasang celah hamburan dan mengatur kV dan mAs pada x-ray dan melihat
pola difraksi yang dihasilkan
B.
Saran
Saran yang dapat disampaikan pada percobaan ini
yaitu sebaiknya perangkat dari sinar X yang rusak tersebut diganti sehingga karakteristik sinar
x dapat terbentuk dan data yang diperoleh lebih akurat.
DAFTAR
PUSTAKA
Boel, Trelia. 2009. Dental Radiologi Prinsip Dan Teknik.
Medan: USU press
Dwijananti dan Fauziyah, 2013.” Pengaruh Radiasi Sinar X
Terhadap Motilitas Sperma Pada Tikus
Mencit (Mus Muculus)”, Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia 9 (2013) 93-98
Suyatno, Ferry, 2008. “Aplikasi Radiasi Sinar-X Di Bidang
Kedokteran Untuk Menunjang Kesehatan Masyarakat”,
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir, ISSN 1978-0176
Syamsul Bahri, 2005.” Variasi tegangan
pemercepat terhadap spekrum sinar-X
untuk absorber Cu dan Al”,
Jurnal Gradien Vol.1 No.1 Januari 2005 : 6-9
Tim Dosen. 2015. Penuntun laboratorium eksperimen.
Makassar : UIN Alauddin Makassar
