Laporan Praktikum Sinar X

PENGENALAN SINAR X

Mohamad Ilyas*, Chairuni Syah

*)Mahasiswa Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi

UIN Alauddin Makassar

Email : moh.ilyas99@gmail.com

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