Sifat Fisik Sinar-X Interaksi Sinar-X dengan Materi

2.1.2 Sifat Fisik Sinar-X

Adapun sifat-sifat fisik sinar-X adalah 1. Daya Tembus. Sinar-X dapat menembus bahan, dengan daya tembus sangat besar dan digunakan dalam radiografi. Makin tinggi tegangan tabung besarnya KV yang digunakan, makin besar daya tembusnya. 2. Pertebaran. Apabila berkas sinar-X melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas tersebut akan bertebaran ke segala jurusan, menimbulkan radiasi sekunder radiasi hambur pada bahanzat yang dilaluinya. 3. Penyerapan. Sinar-x dalam radiografi diserap oleh bahanzat sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahanzat tersebut. Makin tinggi kepadatannya atau berat atomnya, makin besar penyerapannya. 4. Efek Fotografik. Sinar-X dapat menghitamkan emulsi film emulsi perak-bromida setelah diproses secara kimiawi dibangkitkan di kamar gelap. 5. Pendar Fluor Fluoresensi. Sinar-X menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium-tungstat atau zink-sulfid memendarkan cahaya luminisensi, bila bahan tersebut dikenai radiasi sinar-X Arif Jauhari, 2008.

2.1.3 Interaksi Sinar-X dengan Materi

Interaksi sinar-X dengan materi mengakibatkan kehilangan energi dari sinar-X pada saat melewati materi zat terjadi karena tiga proses utama, yaitu: • Efek fotolistrik • Efek Compton • Efek produksi pasangan Efek fotolistrik dan Efek Compton timbul karena interaksi antara sinar-X dengan elektron-elektron dalam atom dari materi zat itu, sedang efek Universitas Sumatera Utara produksi pasangan timbul karena interaksi dengan medan listrik inti atom Arif Jauhari, 2008. Apabila I adalah intensitas sinar-X yang datang pada suatu permukaan materi zat dan I x adalah intensitas sinar-X yang berhasil menembus lapisan setebal x materi tersebut maka akan terjadi pengurangan intensitas. Hubungan antara I dengan I x adalah sebagai berikut: Ix = I e −mx 2.1 m disebut koefisien absorbsi linier. Oleh karena m tidak memiliki satuan, maka jika x dinyatakan dalam cm haruslah m dinyatakan dalam 1cm cm -1 . Seringkali lebih disukai untuk menggantikan x dengan rx dan dinyatakan dalam gramcm 2 yaitu yang menyatakan massa dari lapisan tebal x dengan penampang 1 cm 2 . Sedangkan m digantikan menjadi m r dinyatakan dalam cm 2 gram, disebut koefisien absorpsi massa.  Efek foto listrik. Pada efek foto listrik energi foton diserap oleh atom, yaitu oleh elektron, sehingga elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang dilepaskan oleh efek foto listrik disebut foto elektron. Proses efek foto listrik terutama terjadi pada foton yang berenergi rendah yaitu antara energi 0, 01 MeV hingga 0, 5 MeV bila energinya kecil. Gambar 2.1 Efek foto listrik. Universitas Sumatera Utara  Hamburan Compton Penghamburan compton merupakan suatu tumbukan lenting sempurna antara sebuah foton dan sebuah elektron bebas. Dimana foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas tenaga ikat elektron lebih kecil dari energi foton datang, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini: Gambar 2.2 Penghamburan compton: suatu tumbukan lenting sempurna antara sebuah foton dan sebuah elektron. 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 .  Efek Produksi Pasangan Proses produksi pasangan hanya terjadi bila energi datang lebih dari 1.02 MeV. Apabila foton semacam ini mengenai inti atom berat, foton tersebut lenyap dan sebagai gantinya timbul sepasang elektron- elektron. Positron adalah partikel yang massanya sama dengan elektron-elektron bermuatan listrik positif yang besarnya juga sama dengan muatan elektron. Proses ini memenuhi hukum kekekalan energi: hv 1 = 2 m c 2 + K + + K - 2.2 K + = Energi Kinetik positron K - = Energi Kinetik elektron Universitas Sumatera Utara Oleh karena proses ini hanya bisa berlangsung bilamana energi foton datang minimal 2 m c 2 1.02 MeV m adalah massa diam elektron dan c adalah kecepatan cahaya. Gambar 2.3 Efek produksi pasangan.

2.2 Besaran dan Satuan Radiasi