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