Sinarx

MAKALAH INSTRUMENTASI NUKLIR

PESAWAT SINAR­X 

Disusun Oleh Kelompok IV: a.

Fetty Dwi Irnawati 

(020700184)

b.

Ika Satriasa 

(020700192)

c.

Nur Rahmah Izzah D.  (020700200)

d.

Praba Andika Darsana  (020700201)

e.

Zaenab Fitria P. 

(020700213)

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL YOGYAKARTA 2009

Pesawat Sinar­X

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang  Sinar­X 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 sinar­sinar 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 sinar­X. Namun untuk menghargai jasa beliau dalam  penemuan ini maka seringkali sinar­X itu dinamai juga sinar Roentgen. Nyala hijau yang terlihat oleh Crookes dan Roentgen akhirnya diketahui bahwa sinar  tersebut tak lain adalah gelombang cahaya yang dipancarkan oleh dinding kaca pada tabung  sewaktu elektron menabrak dinding itu, sebagai akibat terjadinya pelucutan listrik melalui  gas yang masih tersisa di dalam tabung. Pada saat yang bersamaan elektron itu merangsang  atom   pada   kaca   untuk   mengeluarkan   gelombang   elektromagnetik   yang   panjang  gelombangnya   sangat   pendek   dalam   bentuk   sinar­X.   Sejak   saat   itu   para   ahli   fisika   telah  mengetahui   bahwa   sinar­X   dapat   dihasilkan   bila   elektron   dengan   kecepatan   yang   sangat  tinggi menabrak atom. Pesawat Sinar­X

2

Tergiur   oleh   penemuannya   yang   tidak   sengaja   itu,   Roentgen   memusatkan  perhatiannya pada penyelidikan sinar­X. Dari penyelidikan itu beliau mendapatkan bahwa  sinar­X   dapat   memendarkan   berbagai   jenis   bahan   kimia.   Sinar­X   juga   dapat   menembus  berbagai materi yang tidak dapat ditembus oleh sinar tampak biasa yang sudah dikenal pada  saat itu. Di samping itu, Roentgen juga bisa melihat bayangan tulang tangannya pada layar  yang berpendar dengan cara menempatkan tangannya di antara tabung sinar katoda dan layar.  Dari   hasil   penyelidikan   berikutnya   diketahui   bahwa   sinar­X   ini   merambat   menempuh  perjalanan lurus dan tidak dibelokkan baik oleh medan listrik maupun medan magnet. Atas  jasa­jasa Roentgen dalam menemukan dan mempelajari sinar­X ini, maka pada tahun 1901  beliau dianugerahi Hadiah Nobel Bidang Fisika yang untuk pertama kalinya diberikan dalam  bidang ini. Penemuan Sinar­X ternyata mampu mengantarkan ke arah terjadinya perubahan  mendasar   dalam   bidang   kedokteran.   Dalam   kegiatan   medik,   Sinar­X   dapat   dimanfaatkan  untuk  diagnosa maupun terapi. Dengan penemuan sinar­X  ini, informasi mengenai tubuh  manusia menjadi mudah diperoleh tanpa perlu melakukan operasi bedah. Di dalam makalah ini, akan dibahas mengenai beberapa hal tentang Pesawat sinar­X,  diantaranya proses terbentuknya Sinar­X, perangkat pesawat sinar­X dan aplikasi penerapan  Sinar­X dalam berbagai bidang, baik dalam bidang medis dan non­medis. 

A. Tujuan  Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah :  1. Untuk mengetahui proses terbentuknya Sinar­X. 2. Mengetahui perangkat pesawat sinar­X. 3. Mengetahui kegunaan Sinar­X dalam berbagai bidang.

Pesawat Sinar­X

3

BAB II LANDASAN TEORI Sinar­X 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 sinar­sinar 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 sinar­X. Dalam   perkembangan   berikutnya,   sinar­X   dibangkitkan   dengan   jalan   menembaki  target logam dengan  lektron cepat dalam suatu tabung vakum sinar katoda. Elektron sebagai  proyektil dihasilkan dari pemanasan  filamen  yang juga berfungsi sebagai katoda. Elektron  dari filamen dipercepat gerakannya menggunakan tegangan listrik berorde 102 ­ 106 Volt.  Elektron yang bergerak sangat cepat itu akhirnya ditumbukkan ke target logam bernomor  atom tinggi dan suhu lelehnya juga tinggi. Target logam ini sekaligus juga berfungsi sebagai  anoda.   Ketika   elektron   berenergi   tinggi   itu   menabrak   target   logam,   maka   sinar­X   akan  terpancar dari permukaan logam tersebut.

Pesawat Sinar­X

4

Pada dasarnya pesawat sinar­X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar­X,  sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung  sinar­X, dan unit pengatur.

Pesawat Sinar­X

5

BAB III PEMBAHASAN MASALAH

A. Proses  Terbentuknya Sinar­X Salah satu jenis radiasi yang banyak dimanfaatkan yaitu radiasi sinar­X. Sinar­X yaitu  sinar yang memiliki spektrum diantara Sinar UV dan Sinar Gamma. 

Gb 1. Spektrum Cahaya Sinar­X dapat terbentuk apabila partikel bermuatan misalnya elektron oleh pengaruh  gaya inti atom bahan mengalami perlambatan. Sinar­X yang tidak lain adalah gelombang  elektromagnetik yang terbentuk melalui proses ini disebut sinar­X bremsstrahlung. Sinar­X  yang terbentuk dengan cara demikian mempunyai energi paling tinggi sama dengan energi  kinetik partikel bermuatan pada waktu terjadinya perlambatan.  Andaikata mula­mula ada seberkas elektron bergerak masuk kedalam bahan dengan  energi kinetik sama, elektron mungkin saja berinteraksi dengan atom bahan itu pada saat dan  tempat   yang   berbeda­beda.   Karena   itu   berkas   elektron   selanjutnya   biasanya   terdiri   dari  elektron   yang   memiliki   energi   kinetik   berbeda­beda.   Ketika   pada   suatu   saat   terjadi  perlambatan dan menimbulkan sinar­X, sinar­X yang terjadi umumnya memiliki energi yang  berbeda­beda sesuai dengan energi kinetik elektron pada saat terbentuknya sinar­X dan juga  bergantung pada arah pancarannya. Berkas sinar­X yang terbentuk ada yang berenergi rendah sekali sesuai dengan energi  elektron pada saat menimbulkan sinar­X itu, tetapi ada yang berenergi hampir sama dengan  Pesawat Sinar­X

6

energi kinetik elektron pada saat elektron masuk kedalam bahan. Dikatakan berkas sinar­X  yang terbentuk melalui proses ini mempunyai spektrum energi nirfarik. Sinar­X dapat juga  terbentuk dalam proses perpindahan elektron­elektron atom dari tingkat energi yang lebih  tinggi   menuju  ke   tingkat   energi   yang  lebih  rendah,   misalnya  dalam   proses   lanjutan  efek  fotolistrik.   Sinar­X  yang terbentuk dengan cara seperti ini mempunyai  energi  yang sama  dengan  selisih energi antara kedua tingkat energi yang berkaitan. Karena energi ini khas  untuk setiap jenis atom, sinar yang terbentuk dalam proses ini disebut sinar­X karakteristik,  kelompok sinar­X demikian mempunyai energi farik. Sinar­X karakteristik yang timbul oleh  berpindahnya elektron dari suatu tingkat energi menuju ke lintasan k, disebut sinar­X garis K,  sedangkan   yang   menuju   ke   lintasan   l,   dan   seterusnya.   Sinar­X   bremsstrahlung   dapat  dihasilkan melalui pesawat sinar­X atau pemercepat partikel.  Pada dasarnya pesawat sinar­X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar­X,  sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung  sinar­X,   dan   unit   pengatur.  Bagian  pesawat   sinar­X   yang   menjadi   sumber   radiasi   adalah  tabung   sinar­X. Didalam  tabung pesawat  sinar­X  yang  biasanya  terbuat  dari  bahan gelas  terdapat filamen yang bertindak sebagai katode dan target yang bertindak sebagai anode.  Tabung pesawat sinar­X dibuat hampa udara agar elektron yang berasal dari filamen tidak  terhalang oleh molekul udara dalam perjalanannya menuju ke anode. Filamen yang di panasi  oleh arus listrik bertegangan rendah (If) menjadi sumber elektron. Makin besar arus filamen  If,   akan   makin   tinggi   suhu   filamen   dan   berakibat   makin   banyak   elektron   dibebaskan  persatuan waktu.  Elektron yang dibebaskan oleh filamen tertarik ke anode oleh adanya beda potensial  yang   besar   atau   tegangan   tinggi   antara   katode   dan   anode   yang   dicatu   oleh   unit   sumber  tegangan tinggi (potensial katode beberapa puluh hingga beberapa ratus kV atau MV lebih  rendah dibandingkan potensial anode), elektron ini menabrak bahan target yang umumnya  bernomor   atom   dan   bertitik   cair   tinggi   (misalnya   tungsten)   dan   terjadilah   proses  bremsstrahlung.   Khusus   pada   pemercepat   partikel   energi   tinggi   beberapa   elektron   atau  partikel   yang   dipercepat   dapat   agak   menyimpang   dan   menabrak   dinding   sehingga  Pesawat Sinar­X

7

menimbulkan   bremsstrahlung   pada   dinding.   Beda   potensial   atau   tegangan   antara   kedua  elektrode menentukan energi maksimum sinar­X yang terbentuk, sedangkan fluks sinar­X  bergantung   pada   jumlah   elektron   persatuan   waktu   yang   sampai   ke   bidang   anode   yang  terakhir ini disebut arus tabung It yang sudah barang tentu bergantung pada arus filamen It.  Namun   demikian   dalam   batas   tertentu,   tegangan   tabung   juga   dapat   mempengaruhi   arus  tabung.   Arus   tabung   dalam   sistem   pesawat   sinar­X   biasanya   hanya   mempunyai   tingkat  besaran dalam milliampere (mA), berbeda dengan arus filamen yang besarnya dalam tingkat  ampere. Spektrum energi sinar­X pada pesawat sinar­X jenis ortho menunjukkan adanya sinar­ X karakteristik. Pesawat sinar­X yang tidak dinyalakan atau tidak diberikan tegangan tinggi  tidak   memancarkan   sinar­X.   Dari   uraian   diatas   kita   ketahui   bahwa   bidang   target   dalam  tabung sinar­X itulah sumber radiasi yang sebenarnya. Bidang ini disebut bidang fokus.  Pada proses bremsstrahlung sinar­X mempunyai kemungkinan dipancarkan kesegala  arah.   Namun   demikian   bagian   dalam   tabung   atau   di   sekitar   tabung,   misalnya   logam  penghantar anode gelas tabung dan juga rumah tabung yang biasanya terbuat dari logam  berat menyerap sebagian besar sinar­X yang dipancarkan sehingga sinar­X yang keluar dari  rumah tabung, kecuali yang mengarah ke jendela tabung sudah sangat sedikit. Sinar­X yang  dimanfaatkan adalah berkas yang mengarah ke jendela bagian yang tipis dari tabung. Pesawat  sinar­X   energi   tinggi   (s/d   tingkat   MV)   biasanya   lebih   dikenal   dengan   nama   pemercepat  partikel.   Dalam   pesawat   ini   percepatan   elektron   dilaksanakan   bertingkat­tingkat   sehingga  pada  waktu  mencapai  target  mempunyai  energi  sangat  tinggi, misalnya  ada  yang  sampai  setinggi 20 MV atau lebih. Energi sinar­X yang dipancarkan sudah tentu juga sangat tinggi. Sinar­X   yang dipancarkan dari  pesawat  pemercepat  partikel  memiliki  energi  yang  lebih   seragam   dibandingkan   dengan   yang   dipancarkan   melalui   pesawat   sinar­X   energi  rendah.   Sasaran   pada   pesawat   pemercepat   partikel   biasanya   sangat   tipis,   karena   ketika  mencapai target elektron mempunyai energi yang sama, energi sinar­X yang dipancarkan  juga hampir sama. Selain itu arah berkas sinar­X hampir seluruhnya kedepan.

Pesawat Sinar­X

8

Sinar­X bisa dihasilkan oleh seperangkat alat yang desebut pesawat sinar X. Pesawat  sinar X banyak digunakan di bidang kesehatan untuk keperluan diagnostik dan terapi dan di  bidang industri, antara lain untuk radiografi. Sinar­X ditemukan pertama kali oleh fisikawan  berkebangsaan Jerman  Wilhelm Conrad 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 sinar­sinar tidak  tampak yang mampu menerobos kertas hitam tersebut.

Gb 2. Wilhem Conrad Roentgen 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 sinar­X. Namun untuk menghargai jasa beliau dalam penemuan ini maka seringkali sinar­X itu  dinamai juga sinar Roentgen. Nyala hijau yang terlihat oleh Crookes dan Roentgen akhirnya  diketahui   bahwa  sinar  tersebut  tak  lain adalah  gelombang cahaya  yang  dipancarkan  oleh  dinding kaca pada tabung sewaktu elektron menabrak dinding itu, sebagai akibat terjadinya  pelucutan listrik melalui gas yang masih tersisa di dalam tabung. Pada saat yang bersamaan  Pesawat Sinar­X

9

elektron itu merangsang atom pada kaca untuk mengeluarkan gelombang elektromagnetik  yang panjang gelombangnya sangat pendek dalam bentuk sinar­X. Sejak saat itu para ahli  fisika telah mengetahui bahwa sinar­X dapat dihasilkan bila elektron dengan kecepatan yang  sangat tinggi menabrak atom.

Gb 3. Tabung Sinar X Tergiur   oleh   penemuannya   yang   tidak   sengaja   itu,   Roentgen   memusatkan  perhatiannya pada penyelidikan sinar­X. Dari penyelidikan itu beliau mendapatkan bahwa  sinar­X   dapat   memendarkan   berbagai   jenis   bahan   kimia.   Sinar­X   juga   dapat   menembus  berbagai materi yang tidak dapat ditembus oleh sinar tampak biasa yang sudah dikenal pada  saat itu. Di samping itu, Roentgen juga bisa melihat bayangan tulang tangannya pada layar  yang berpendar dengan cara menempatkan tangannya di antara tabung sinar katoda dan layar.  Dari hasil penyelidikan berikutnya diketahui bahwa sinar­X ini merambat menempuh  perjalanan lurus dan tidak dibelokkan baik oleh medan listrik maupun medan magnet. Atas  jasa­jasa Roentgen dalam menemukan dan mempelajari sinar­X ini, maka pada tahun 1901  beliau dianugerahi Hadiah Nobel Bidang Fisika yang untuk pertama kalinya diberikan dalam  bidang ini. Penemuan Sinar­X ternyata mampu mengantarkan ke arah terjadinya perubahan  mendasar   dalam   bidang   kedokteran.   Dalam   kegiatan   medik,   Sinar­X   dapat   dimanfaatkan  untuk diagnosa maupun terapi. Untuk tujuan medik, tubuh manusia yang pada prinsipnya  dapat dibedakan baik secara anatomi maupun fisiologi, pada mulanya merupakan obyek yang  Pesawat Sinar­X

10

tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata. Namun dengan ditemukannya sinar­X, tubuh  manusia ternyata dapat diubah menjadi obyek yang transparan. Sinar­X mampu membedakan  kerapatan dari berbagai jaringan dalam tubuh manusia yang dilewatinya. Dengan penemuan  sinar­X   ini,   informasi   mengenai   tubuh   manusia   menjadi   mudah   diperoleh   tanpa   perlu  melakukan   operasi   bedah.   Masyarakat   mulai   percaya   pada   kemampuan   sinar­X   ketika  Roentgen mempertontonkan gambar foto telapak tangan dan jari­jari istrinya yang memakai  cincin yang dibuat menggunakan sinar­X. Proses pembuatan gambar anatomi tubuh manusia dengan sinar­X dapat dilakukan  pada permukaan film fotografi. Gambar terbentuk karena adanya perbedaan intensitas sinar­ X   yang   mengenai   permukaan   film   setelah   terjadinya   penyerapan   sebagian   sinar­X   oleh  bagain tubuh manusia. Daya serap tubuh terhadap sinar­X sangat bergantung pada kandungan  unsur­unsur   yang   ada   di   dalam   organ.   Tulang   manusia   yang   didominasi   oleh   unsur   Ca  mempunyai   kemampuan   menyerap   yang   tinggi   terhadap   sinar­X.   Karena   penyerapan   itu  maka   sinar­X   yang  melewati   tulang   akan   memberikan  bayangan  gambar   pada   film   yang  berbeda dibandingkan bayangan gambar dari organ tubuh yang hanya berisi udara seperti  paru­paru, atau air seperti jaringan lunak pada umumnya. 

B. Perangkat Pesawat Sinar­X Tegangan Line Tegangan line adalah tegangan atau catu daya yang mensupply suatu alat/pesawat agar alat  tsb dapat berfungsi. Tegangan Line dapat berupa tegangan AC maupun DC. Tegangan Line  AC pada umunya diperoleh dari tegangan PLN. 

Line Voltage Compensator

Pesawat Sinar­X

11

Line Voltage Compensator (LVC) sering disebut juga Line Selector. LVC ini berada pada  rangkaian awal dari power supply sebuah pesawat rontgen. Tujuan LVC ini adalah mengatur  agar tegangan yang masuk ke pesawat Rontgen sesuai dengan tegangan yang dibutuhkan oleh  pesawat itu sendiri. Kadang tegangan supply yang dari PLN nilainya dapat kurang atau lebih dari standar, maka  LVC ini mengaturnya agar sesuai yang akan dikomsumsi pesawat tsb. Line Selector pada  umumnya diatur secara manual oleh operatornya.

Auto Trafo (Automatic Transformer) Auto   trafo   bentuknya   hampir   sama   dengan   biasa,   namun   pada   trafo   ini   jarang   dijumpai  adanya   lilitan  primer  maupun  sekundernya   yang  terpisah,  lilitannya  hanya   lilitan  tunggal  yang terlilit pada inti besi, namun terdapat beberapa terminal pengaturan tegangan output.

Transformator Transformtor   biasanya   orang   menyingkatnya   dengan   kata   trafo,   gunannya   adalah   untuk  menaikkan   atau   menurunkan   tegangan   AC.   Pada   hakekatnya   trafo   terdiri   dari   teras   atau  lempengan besi lunak yang disusun rapat, lilitan primer dan lilitan sekunder. Lilitan primer  adalah   gulungan  /lilitan  kawat  tembaga  yang dialiri  arus  /  tegangan  yang  masuk (input),  sedangkan   lilitan   sekunder   adalah   gulungan   kawat   tembaga   yang   mempunyai   tegangan  output  setelah inputnya diberi tegangan. Kenaikkan/penurunan tegangan output sebanding  dengan perbandingan jumlah lilitan pada primer maupn sekunder.

Tabung sinar x Jenis tabung sinar x dibedakan 2 jenis yaitu : Tabung rontgen dengan anoda putar (Rotating  anode) dan tabung rontgen dengan anoda diam (Stationary anode). Beberapa bagian yang  terdapat pada tabung rontgen antara lain : Katoda, Anoda, Rotor (berada diluar insert tube),  Stator,   Target   (piring   anoda   terbuat   dari   wolfram),   Tangkai   Molybdenum,   rumah   tabung  (tube   housing),   expansion   diaphragma,   tombol   pengaman   (safety   switch),   tube   windows  Pesawat Sinar­X

12

(jendela   tanung),   Minyak   pendingin   (olie   trafo).   Berikut   merupakan   penjelasan   untuk  masing­masing bagian pada tabung rontgen:

a. Katoda Merupakan  tempat filamen yang terbuat dari kawat tungsten yang mempunyai titik lebur  tinggi. Pada filamen terjadi emisi elektron akibat pemanasan filamen. Emisi elektron artinya  terlepasnya elektron dari  atom­atom  bahan  filamen  tersebut  (atom  Wolfram)   oleh  karena  panas yang terjadi pada filamen. Banyaknya elektron bebas dapat terjadi pada permukaan  filamen   tergantung   pada   pengaturan   tegangan   yang   masuk   ke   filamen   diatur   melalui  pengaturan   tahanan   (Rheostat).   Disamping   mempunyai   kutub   negatif,   filamen   juga  dilengkapi alat pemusat elektron (focusing cup) pada ujung filamen.

b.Anoda Merupakan  sasaran (target)  yang akan ditembaki oleh elektron, dilengkapi dengan bidang  focus   (focal   spot).   Permukaan   anoda   membentuk   sudut   dengan   kemiringan   45   derajat.  Kemiringan ini untuk mendapatkan focus efektif agar sinar x yang keluar dari tabung dapat  terarah. Bahan anoda terbuat dari wolfram/tungsten, dg nomor atom 74 dan mempunyai titik lebur  3360 derajat Celcius, mempunyai keuntungan sebagai penghantar panas yang baik. Anoda ini  juga berfungsi/merangkap sebagi kutub positif.

c.Tube Housing Dinding bagian luar tabungdisebut rumah tabung ,terbuat dari metal, bagian dalamnya terbuat  dari   lapisan   timbal   (Pb),   Fungsi   dinding   ini   agar   dapat   menekan   radiasi   yang   tidak  dibutuhkan. Rumah tabung juga dilengkapi sambungan kabel tegangan tinggi yaitu kabel dari 

Pesawat Sinar­X

13

HTT. d.Tombol (safety switch dan Expansion diaphragma) Pada beberapa tabung dilengkapi juga dengan alat pengaman terhadap panas yang berlebihan  yang   mungkin   terjadi   didalam   tabung   akibat   proses   pembangkitan   sinar   x   tersebut.   Alat  pangaman ini disebut safety switch dengan memanfaatkan alat membran yang terdapat pada  expansion chamber).

e.Windows (jendela tabung) Pada bagian dimana sinar dapat keluar disebut poet (window) ditutup dengan bahan yang  terbuat   dari   kaca   atau   mika/plastik/acrylic   yang   fungsinya   disamping   dapat   melewatkan  sinar­X, juga dapat menahan minyak trafo yang ada didalam tabung agar tidak dapat keluar.

f.Dinding tabung Dinding   tabung   insert   ini   terbuat   dari   gelas   pyrex   yang   berfungsi   untuk   menempatkan  filamen dan target berada didalam ruangan hampa udara. Keadaan hampa udara ini berfungsi  agar elektron didalam tabung dapat dikendalikan, Tabung kaca yang tinggi kevakumannya ini  terendam dalam minyak trfao. Minyak ini berfungsi sebagai bahan isolasi tegangan tinggi dan  juga sebagai pendingin tabung rontgen.

g.Rotor Berfungsi agar anoda dapat berputar sampai 8000­9000 rpm. Keuntungan dengan anoda putar  antara lain pendinginan dapat lebih sempurna, target elektron dapat berganti­ganti sehingga  bisa awet.

Pesawat Sinar­X

14

h.Filter tabung sinar­X Pada  jendela tabung Rontgen ditempatkan / dipasang filter sinar­X. Ada  2 macam filter,  yaitu: •

Inherent filter Merupakan   bahan­bahan   yang   dilalui   sinar­X   setelah   keluar   dari   target.

Inherent filter terdiri dari gelas/kaca (tabung sinar­X, minyak trafo, acrylic jendela tabung,  seluruhnya setara dengan ketebalan dari 0,5 – 1,0 mm aluminium). •

Additional filter. Untuk   setiap   pesawat   perlu   mendapat   tambahan   filter   yakni   1,5   mm   –   2,0   mm 

ketebalan aluminium yang gunanya untuk dapat menahan sinar­x yang mempunyai panjang  gelombang tertentu. Untuk   itu   ada   ketentuan­ketentuan   (tabel   tertentu)   didalam   penggunaan   filter  tambahan ini sesuai dengan besarnya KV yang digunakan. Tabung Rontgen bila digunakan  harus  mempergunakan alat yang dapat mengarahkan dan membatasi lapangan penyinaran  berupa collinmator yang dapat diatur besar/kecilnya luas bidang pemaparan. Persyaratan tabung sinar­X. a. Terbuat dari Metalic dan pada bagian dalamnya dilapisi dengan timah hitam/timbal  sehingga tahan panas terhadap sinar­x (x­ray proof) b. Dinding tabung tahan akan goncangan (shock proof) c. Harus mempunyai bahan isolasi (minyak trafo) dan tahan terhadap tegangan tinggi. d. Pada tabung terdapat socket yang berhubungan dengan ujung kabel tegangan tinggi  untuk anoda dan katoda. e. Mampu menerima panas (Anoda heat storage capacity).  f.

Kerusakan pada tabung gelas (glass envelope), dapat terjadi bila: 1). Tabung gelas berubah warna, hal ini disebabkan pemakaian yang lama, permukaan  anoda   (anoda)   menipis   akibat   pemanasan   filamen   dan   penumpukan   elektron.

Pesawat Sinar­X

15

2).   Tabung   gelas   pecah,   karena   tabung   terbentur   waktu   digunakan   terutama   pada  pesawat yang dapat dipindahkan (mobile). 3).   Tabung  gelas  retak  sehingga  tabung  tidak  hampa  udara  lagi/kevakuman  udara  berkurang karena kemasukan udara (gassy). g. Kerusakan pada Filamen dapat terjadi bila:

1).   Kawat   pijar   filamen   putus,   disebabkan   terjadinya   pemanasan   yang   berlebihan  akibat   terlalu  lama   menekan  saklar   ready   atau  pemanasan   pendahuluan  arus   pada  filamen terlalu besar. 2). Kemungkina putus juga dapat diakibatkan karena lamanya waktu expose terlalu  berlebihan dari waktu yang diperkenankan. h. Kerusakan pada anoda 1).   Permukaan   anoda   (target/   pada   type   stationary   anode)   sudah   tidak   rata   lagi,  sehingga sinar­x yang dihasilkan tidak dapat focus lagi. 2). Anoda tidak dapat berputar (pada type otating anode) kerna gulungan stator dan  atau elektromotornya rusak.

mA Selector ( pemilih mA) Pada awal pengoperasian pesawat Rontgen hendaknya nilai dari satuan mA, KV diatur pada  posisi minimum, terutama pada mA selektor sebaiknya pada posisi minimum dulu, hal ini  dimaksudkan agar filamen tidak mendapat arus secara tiba­tiba dengan nilai tinggi, sehingga  filamen tidak cepat putus.

KV Selector Output pada Autotrafo menentukan besarnya tegangan tinggi yang dihasilkan (karena output  autotrafo diberikan pada input HTT).

Space Charge Convensator Pesawat Sinar­X

16

Apabila tegangan anoda naik, intensitas dari medan listrik antara anoda dan katoda akan naik  pula dan banyak elektron­elektron lewat dalam muatan ruang, hal ini mengakibatkan muatan  ruang akan berkurang. Agar muatan ruang tadi sesuai dengan besarnya arus filamen atau dengan kata lain sesuai  dengan   harga   arus   tabung   yang   dikehendaki,   maka   dibuat   rangkaian   space   charge  compensation. Tujuannya agar walaupun tegangan antara anoda kita naikan atau turunkan,  arus tabung tidak ikut naik atau turun. Jadi arus tabung sesuai dengan harga mA selector.

Timer Timer   berfungsi   sebagai   pewaktu   (pengatur   lamanya   waktu)   dalam   melakukan   expose  (pemaparan)   sinar­x.   Timer   dapat   digunakan   untuk   pemeriksaan   radiografy   maupun  fluoroscopy.

Timer Mekanik Lamanya pemaparan dapat dicapai dengan waktu terpendek 0,25 detik. Timer ini bekerja  secara mekanik dan biasanya dipakai pada pesawat Rontgen diagnostik yang berkapasitas  rendah antara 10 mA – 50 mA. 

Timer Elektromotor Mengunakan  motor  shyncron  sebagai  penggerak untuk menghubungkan  dan memutuskan  arus. Waktu terpendek biasanya dicapai 0,02 detik. Timer jenis ini digunakan pada pesawat  dengan kapasitas 100 mA – 500 mA.

Timer Elektronik Pada perkembangannya timer elektronik sudah memakai kemasan chips dalam integrasi (IC),  waktu   terpendek   0,003   detik.   Timer   jenis   ini   digunakan   pada   pesawat   rontgen  radiodiagnostik dan radiotherapy karena pengaturannya fleksibel.

Pesawat Sinar­X

17

Spot Film Device Spot   film   merupakan   suatu   wadah/tempat   untuk   meletakkan   kaset   film   rontgen   yang  digunakan pada pemeriksaan fluoroscopy (pada saat dibutuhkan pendokumentasian pada saat  pemeriksaan tsb).

Grid Grid adalah alat untuk mengurangi atau mengeleminasi radiasi hambur agar tidak sampai ke  film rontgen. Grid terdiri atas lajur­lajur lapisan tipis timbal yang disusun tegak diantara  bahan­bahan yang tembus radiasi (plastik, bakelit).

Collimator Kolimator   dipasang   pada   unit   tabung   sinar   x.   Kolimator   digunakan   untuk   mengatur   luas  bidang   penyinaran   yang   dukehendaki.   Sebelum   dilakukan   penyinaran   luas   bidang   yang  dikenai sinar x dapat diketahui, yaitu dengan melihat luas bidang yang dapat dikenai oleh  cahaya lampu yang keluar dari kolimator. Kolimator juga dilengkapi dengan lubang tempat  dipasang dan dibukanya filter tambahan sesuai dengan kebutuhan untuk mengatur kualitas  sinar x.

Meja Pemeriksaan pasien Rontgen Meja pemeriksaan dibuat sedemikian rupa, sehingga dapat digunakan dengan mudah, aman  serta nyaman. Permukaan atas meja (top table) dapat digerakkan dengan elektromotor kearah  atas atau tegak lurus (vertikal) maupun dalam posis datar (horizontal) dan posisi, miring ke  belakang. Perlengkapan meja antara lain : a. Bucky (moving grid), yaitu alat untuk menyaring sinar X, dalam bucky terdapat juga  kaset x ray, serta ada grid yang berfungsi untuk mengurangi radiasi sekunder. b. Bucky dapat pula dengan foto timer untuk pengontrol waktu expose secara otomatis. Pesawat Sinar­X

18

c. Pada Meja pemeriksaan dilengkapi dengan alat­alat fiksasi agar objek yang difoto 

tidak   bergerak,   alatnya   antara   lain   :   bantal   pasir   (sand   bags),   bantal   spons,   ikat  pinggang penekan dan klem kepala.

Cassette Film X­ray Kaset film sinar x adalah suatu wadah (container) berbentuk segi empat yang kedap cahaya  yang   berisi dua  buah  Intensifyng  screen  yang memungkinkan untuk dimasukkannya  film  rontgen diantara keduanya dengan mudah. Bagian­bagian film rontgen terdiri dari : •

Bakelit

•

IS (Intensifyng Screen)

•

Tempat meletakkan film rontgen

•

Lapisan timah hitam.

•

Per terbuat dari baja.

Intensifyng Screen Lembaran penguat atau IS (Intensifyng Screen) digunakan untuk meningkatkan ketajaman  pada gambar pencitraan pada film rontgen. IS adalah alat yang terbuat dari kardus (cardboard) khusus yang mengandung lapisan tipis  emsifosfor dengan bahan pengikat yang sesuai. Yang banyak dipergunakan adalah kalsium  tungstat. Bagian­bagian IS antara lain :  Transparent Supercoat.  Fluorescent Layer  Reflecting Layer  Plastic Support Pesawat Sinar­X

19

Jenis IS ada bermacam­macam antara lain : f. Fast Screen g. Medium Screen (Par speed) h. Slow Screen. Sekarang ada jenis rare earth screen yang mampu menghasilkan gambaran yang baik dengan  dosis radiasi yang sangat sedikit. Cara kerja IS : Bila kristal Kalsium Tungstat terkena sinar x, maka terbentuklah sinar ultra violet yang dapat  dilihat  mata.  Efek  ini   dinamakan  pendar  fluor   (fluorescent).   Pada   umunya   memendarkan  warna biru violet dan ada juga yang green emitting (hijau). Intensifyng screen menambah  efek   sinar   x   pada   film   sehingga   memperpendek   masa   penyinaran.   Keburukan   IS   adalah  partikel­partikel   debu,   bercak­bercak,   goresan­goresan   atau   gangguan   lainnya   dapat  menimbulkan artefak pada hasil film.

C. Aplikasi Pesawat Sinar­X dalam Berbagai Bidang  Kedokteran nuklir merupakan cabang ilmu kedokteran yang menggunakan sumber  radiasi   terbuka   berasal   dari   disintegrasi   inti   radionuklida   buatan,   untuk   mempelajari  perubahan   fisiologi,   anatomi   dan   biokimia,   sehingga   dapat   digunakan   untuk   tujuan  diagnostik, terapi dan penelitian kedokteran. Radioisotop dapat dimasukkan ke tubuh pasien  (studi   in­vivo)   maupun   hanya   direaksikan   saja   dengan   bahan   biologis   antara   lain   darah,  cairan lambung, urine, dan sebagainya, yang diambil dari tubuh pasien, yang lebih dikenal  sebagai studi in­vitro (dalam gelas percobaan).Pada studi in­vivo, setelah radioisotop dapat  dimasukkan   ke   tubuh   pasien   melalui   mulut,   suntikan,   atau   dihirup   lewat   hidung,   maka  informasi yang dapat diperoleh dari pasien dapat berupa: ­   Citra   atau   gambar   dari   organ/bagian   tubuh   pasien   yang   diperoleh   dengan   bantuan  peralatan kamera gamma ataupun kamera positron (teknik imaging). ­ Kurva­kurva kinetika radioisotop dalam organ/bagian tubuh tertentu dan angka­angka  yang   menggambarkan   akumulasi   radioisotop   dalam   organ/bagian   tubuh   tertentu  Pesawat Sinar­X

20

disamping  citra  atau  gambar  yang  diperoleh dengan kamera  gamma  ataupun kamera  positron ­   Radioaktivitas   yang   terdapat   dalam   contoh   bahan   biologis   )darah,   urine,   dll)   yang  diambil dari tubuh pasien, dicacah dengan instrumen yang dirangkaikan pada detektor  radiasi (teknik non­imaging). Data   yang   diperoleh   baik   dengan   teknik   imaging   maupun   teknik   non­imaging  memberikan  informasi  mengenai  fungsi  organ  yang  diperiksa.  Pencitraan  (imaging)  pada  kedokteran nuklir dalam beberapa hal berbeda dengan pencitraan dalam radiologi.

Pesawat Sinar­X

21

1. Aplikasi Pesawat Sinar­X dalam Bidang Pengobatan •

Analisis kondisi tulang

Gb 4. Pemotretan tulang tengkorak dengan pesawat sinar X •

Penentuan Kerapatan Tulang Dengan Bone Densitometer

Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang dengan radiasi  gamma atau sinar­X. Berdasarkan banyaknya radiasi gamma atau sinar­X yang diserap tulang  yang diperiksa maka dapat ditentukan konsentrasi mineral kalsium dalam tulang. Perhitungan  dilakukan  oleh komputer yang dipasang pada alat bone densitometer tersebut. Teknik ini  bermanfaat   sebagai   alat   bantu   diagnosis   kekeroposan   tulang   (osteoporosis)   yang   sering  menyerang wanita pada usia menupause (mati haid) sehingga menyebabkan tulang mudah  patah. •

Radioterapi

Pesawat Sinar­X

22

Gb 5. Foto Terapi Rongga Dada

Gb 6. Foto rongga mulut

2. Fungsi Sinar­X sebagai Pengambil Gambar Struktur Molekuler seperti DNA 

Pesawat Sinar­X

23

Gb 7. Struktur DNA melalui belauan sinar­x

3. Pengkajian Bintang dalam Astronomi

Gb 8. Imej matahari diambil oleh teleskop sinar­X

4. Pemeriksaan Material dan Analisis Permukaan Teknik pemeriksaan material yang digunakan pada studi advance lab work adalah X  Ray   Fluoresence   (XRF),   X   Ray   Diffraction   (XRD)   dan   Scanning   Electron   Microscopy  Pesawat Sinar­X

24

(SEM) yang dipadukan dengan Energy Dispersive X Ray Analyzer (EDX) pada sampel yang  tidak diketahui jenis serta komposisi material tersebut.

BAB IV PENUTUP Kesimpulan 1. Sinar­X dapat terbentuk apabila partikel bermuatan misalnya elektron oleh pengaruh 

gaya inti atom bahan mengalami perlambatan, selain itu sinar­X dapat dihasilkan bila  elektron dengan kecepatan yang sangat tinggi menabrak atom.

Pesawat Sinar­X

25

2. Pada dasarnya pesawat sinar­X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar­X, 

sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam  tabung sinar­X, dan unit pengatur. 3. Perangkat pesawat sinar­X terdiri dari: ­  Tegangan line

­  Space Charge Convensator

­  Line Voltage Compensator

­  Timer

­  Auto Trafo (Automatic Transformer)

­  Timer Mekanik

­  Transformator

­  Timer Elektromotor

­  Tabung sinar­X

­  Timer Elektronik

­  Katoda

­  Spot Film Device

­  Anoda

­  Grid

­  Tube Housing

­  Collinmator

­  Windows (jendela tabung)

­     Meja   Pemeriksaan 

­  Dinding tabung

­  Cassette film X­ray

­  Rotor

­  Intensifying Screen

Pasien

­  Filter tabung sinar­X

­  KV Selector

­  Additional Filter (filter tambahan)

­  mA Selector

­  Tombol (safety switch dan Expansion diaphragma) 4. Pesawat sinar X banyak digunakan di bidang kesehatan untuk keperluan diagnostik 

dan terapi dan di bidang industri, antara lain untuk radiografi. 5. Beberapa contoh penggunaan pesawat sinar­X antara lain:

a.Dibidang   pengobatan,   pesawat   sinar­X   dapat   digunakan   untuk  analisis   kondisi  tulang, penentuan kerapatan tulang dengan Bone Densitometer, dan radioterapi. b. Sebagai pengambil gambar struktur molekuler seperti DNA. c. Pengkajian bintang dalam astronomi. d. Pemeriksaan material dan analisis permukaan

Pesawat Sinar­X

26

DAFTAR PUSTAKA

http://www.batan.go.id/ptkmr/Alara/Alara/01%20Buletin%20Alara%20P3KRBiN/BulAlara %20Vol%202_2%20Des%2098/BAlara1998_02212_007.pdf http://jurnal.sttn­batan.ac.id/wp­content/uploads/2008/06/26­toto­edit­269­279.pdf http://electromedicalengineering.blogspot.com/2008/12/dasar­dasar­pesawat­rontgen.html http://labinfo.files.wordpress.com/2008/05/sinar.jpg http://www.fortunecity.com/tattooine/swampthing/221.html http://www.sman2mks.com/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=464 http://soil.faperta.ugm.ac.id/jitl/3.2%202002%2001­06%20sastiono.pdf http://upload.wikimedia.org/wikipedia/id/e/eb/Dental_x­ray.jpg http://radiografer.wordpress.com/2008/06/30/terjadinya­sinar­x/ http://labinfo.wordpress.com/2008/05/14/teknik­pemeriksaan­material­menggunakan­xrf­ xrd­dan­sem­eds/

Pesawat Sinar­X

27