Interaksi Sinar-X dengan Benda

Interaksi Sinar-X dengan BendaAn Nisaa Mardhatillah (160110140103)Sanita Zhafira N. ( 160110140104 )Ketika sinar-x menghantam suatu bahan seperti pada jaringan pasien, foton memiliki 4 kemungkinan:Sepenuhnya dihamburkan tanpa kehilangan energiDiabsorpsi dengan total kehilangan energiDihamburkan dengan beberapa absorpsi dan hilangnya energiTransmisi tidak berubah

Istilah yang digunakan dalam interaksi sinar-x :Hamburan perubahan arah foton dengan atau tanpa kehilangan energi Absorpsi deposisi energi, yaitu penghapusan energi dari beamAttenuation reduksi intensitas dari berkas sinar-x utama yang disebabkan oleh absorpsi dan penghamburan (attenuation = absorpsi + hamburan) lonisasi penghapusan sebuah elektron dari atom netral menghasilkan ion negatif (elektron) dan ion positif (sisa atom).Interaksi sinar-x pada tingkat atomTergantung pada energi foton yang masuk. Interaksi ini meliputi : Tidak dimodifikasi atau hamburan Rayleigh murni menghamburkan Efek fotolistrik absorpsi murni Efek compton penghamburan dan absorpsi Pair production absorpsi murni. Interaksi yang penting dalam kisaran energi sinar-x yang digunakan dalam kedokteran gigi: Efek fotolistrik Efek compton.Efek FotolistrikEfek fotolistrik adalah absorpsi murni yang mendominasi interaksi dengan energi foton rendah.

Tahapan dalam efek fotolistrikFoton sinar-X yang masuk berinteraksi dengan bagian dalam kulit elektron dari jaringan atom.Bagian dalam kulit elektron dikeluarkan dengan energi yang cukup ( sekarang disebut fotolistrik) ke dalam jaringan dan akan menjalani interaksi lebih lanjutFoton sinar-x yang memiliki deposit energi menghilang; proses ini merupakan salah satu dari absorpsi murni .4. Kekosongan yang terjadi pada bagian dalam kulit elektron diisi oleh elektron kulit terluar yang berpindah ke yang lebih dalam dari satu kulit ke yang lain .5. Perpindahan elektron ke level energi baru menghasilkan emisi kelebihan energi dalam bentuk cahaya atau panas .

6. Stabilitas atom akhirnya dicapai oleh penangkapan elektron bebas untuk kembalinya atom ke keadaan netral .7. Energi tinggi dikeluarkan fotoelektron yang berperilaku seperti energi tinggi asli foton sinar-x, mengalami banyak interaksi sama dan mengeluarkan elektron lain melewati jaringan. Mengeluarkan elektron energi tinggi yang bertanggung jawab untuk sebagian besar interaksi ionisasi dalam jaringan , dan kemungkinanmengakibatkan kerusakan yang disebabkan sinar-x.

Poin penting untuk dicatatEnergi foton sinar-x harus sama atau lebih besar dari ikatan energi kulit elektron bagian dalam untuk bisa mengeluarkannya.Meningkatnya densitas ( nomor atom , Z ) mengakibatkan jumlah ikatan elektron kulit dalam juga meningkat. Kemungkinan interaksi fotolistrik yang terjadi adalah = Z3. Timbal memiliki nomor atom 82 dan oleh karena itu merupakan absorber yang baik dari sinar-x, oleh karena itu digunakan dalam proteksi radiasi. nomor atom untuk jaringan lunak 7 ( Z3 = 343 )nomor atom untuk tulang 12 ( Z3 =1728), sehingga terlihat perbedaan jelas dalam radiodensity, dan kontras diantara jaringan yang berbeda yang terlihat pada radiografi.Interaksi ini mendominasi dengan energi foton sinar-x rendah, sehingga kemungkinan interaksi fotolistrik yang terjadi adalah =1/kV3. Hal ini menjelaskan mengapa rendahnya kV peralatan sinar-x menghasilkan absorpsi tinggi ( dosis ) dalam jaringan pasien, tetapi menyediakan radiografi kontras yang baik .Hasil keseluruhan interaksi adalah ionisasi dari jaringan .Mengintensifkan layar dijelaskan pada bab selanjutnya. Fungsi dari efek fotolistrik ketika terkena sinar-x yaitu layar memancarkan kelebihan energi sebagai cahaya yang kemudian mempengaruhi emulsi film .Efek ComptonEfek Compton adalah proses absorpsi dan hamburan yang mendominasi dengan energi foton yang lebih tinggi.

Tahapan dalam efek Compton Foton sinar-X yang masuk berinteraksi dengan bebas atau longgar terikat pada kulit elektron terluar pada atom jaringan. Elektron kulit terluar dikeluarkan (sekarang disebut Compton recoil elektron) dengan beberapa energi dari foton yang masuk, yaitu ada beberapa absorpsi. Elektron dikeluarkan kemudian mengalami interaksi ionisasi lanjut dalam jaringan (seperti sebelumnya). Sisa dari energi foton yang masuk dibelokkan atau terhambur dari jalur aslinya sebagai foton terhambur. 4. Stabilitas Atom dicapai lagi oleh penangkapan elektron bebas lain.5. Foton yang terhambur mungkin :Menjalani lanjut interaksi Compton dalam jaringan Menjalani interaksi fotolistrik dalam jaringan Melarikan diri dari jaringan - inilah foton yang membentuk radiasi hambur yang merupakan perhatian dalam lingkungan klinis.

Poin penting untuk dicatat Energi dari foton sinar-x yang masuk adalah jauh lebih besar dari energi ikatan kulit terluar atau elektron bebas. Foton sinar-x yang masuk tidak dapat membedakan antara satu elektron bebas dan lainnya - interaksi tidak tergantung pada nomor atom (Z).

Interaksi ini menyediakan informasi diagnostik sedikit karena ada sangat sedikit diskriminasi antara jaringan yang berbeda pada radiograf akhir.

Interaksi ini mendominasi dengan energi foton sinar-x yang tinggi. Hal ini menjelaskan mengapa highvoltage X-ray set menghasilkan radiografi dengan miskin kontras. Energi dari foton terhambur (Es) selalu kurang dari energi foton yang masuk tersebut (E), tergantung pada energi yang diberikan kepada recoil elektron (e):Es = E e

Foton yang terhambur dapat dibelokkan dalam beberapa arah, tetapi sudut hambur (0) tergantung pada energi mereka. Foton berenergi tinggi yang terhambur menghasilkan meneruskan hamburan, sedangkan foton berenergi rendah yang terhambur menghasilkan membalikkan hamburan. Penerusan hamburan dapat mencapai film dan merusak gambar, tetapi dapat dihilangkan dengan menggunakan anti-scatter grid. Hasil keseluruhan interaksi adalah ionisasi dari jaringan.