21
Beberapa bagian yang paling penting adalah sebagai berikut : •
Filament yang terdapat pada katoda dihubungkan dengan sumber arus mA. Katoda dihubungkan ke kutub negative dari sumber tegangankV.
• Target terletak pada anoda, yang dihubungkan ke kutub positif sumber tegangan
kV.
2.3 PRINSIP KERJA TABUNG SINAR X
a Arus listrik mA akan memanaskan filamen katoda sehingga akan terjadi
awan elektron disekitar filamen proses emisi termionik b
Tegangan kV diantara katoda negative dan anoda positif akan menyebabkan elektron-elektron bergerak ke arah anoda .
c Fokus focusing cup berfungsi untuk mengarahkan pergerakan elektron-
elektron berkas elektron menuju target. d
Ketika berkas elektron menubruk target akan terjadi proses eksitasi pada atom- atom target, sehingga akan dipancarkan sinar X karakteristik, dan
pembelokanpemantulan elektron sehingga akan dipancarkan sinar X bremstrahlung.
e Berkas sinar X yang dihasilkan, yaitu sinar X karakteristik bremstrahlung,
dipancarkan keluar tabung melalui window.
2.4 PENGATURAN PESAWAT SINAR X
Terdapat 2 pengaturan adjustment pada pesawat sinar X yaitu pengaturan arus filamen mA dan pengaturan tegangann diantara anoda dan katoda kV. Pengaturan
arus mA akan menyebabkan perubahan jumlah elektron yang dihasilkan filamen dan intensitas berkas elektron sehingga mempengaruhi intensitas sinar X.
Semakin besar mA akan menghasilkan intensitas sinar X yang semakin besar.
Universitas Sumatera Utara
22
Pengaturan tegangan kV akan menyebabkan perubahan “gaya tarik” anoda terhadap elektron sehingga kecepatan elektron menujumenubruk target akan berubah. Hal ini
menyebabkan energi sinar X dan intensitas sinar X yang dihasilkan akan mengalami perubahan.
Semakin besar kV akan menghasilkan energi dan intensitas sinar X yang semakin besar.
Gambar 2.8. Spektrum sinar X yang dipancarkan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN BADAN TENAGA NUKLIR
NASIONAL2006
Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa bila arus mA dinaikkan gambar kanan maka spektrum sinar X akan semakin tinggi intensitasnya dengan puncak pada energi
atau panjang gelombang yang tetap. Bila tegangan kV dinaikkan gambar kiri maka intensitas semakin tinggi dan puncaknya bergeser ke kiri, panjang gelombang
mengecil atau energi membesar.
2.5 INTERAKSI SINAR-X DENGAN MATERI
Beberapa peristiwa yang menyebabkan terjadinya sinar X telah dibahas pada bagian sebelum ini, sedangkan pada bagian ini akan dibahas proses atau interaksi
yang terjadi bila radiasi sinar X tersebut mengenai materi.
Universitas Sumatera Utara
23
A. Intensitas Radiasi
Sinar X sebagaimana radiasi gelombang elektromagnetik yang lain memancar ke segala arah secara merata. Jumlah radiasi per satuan waktu per satuan luas Intensitas
disuatu tempat sangat tergantung pada tiga hal yaitu jumlah radiasi yang dipancarkan oleh sumber, jarak antara tempat tersebut dan sumber radiasinya, serta medium
diantaranya. Hubungan antara intensitas radiasi terhadap jarak mengikuti persamaan “inverse
square law” hukum kuadrat terbalik sebagaimana berikut.
2 1
2 2
2 1
r r
I I
= ……………………………………………2
Dimana :
I
1
= intensitas di titik 1 I
2
= intensitas di titik 2 r
1
= jarak antara titik 1 dan sumber
r
2
= jarak antara titik 2 dan sumber Salah satu prinsip proteksi radiasi eksterna adalah menjaga jarak, semakin jauh posisi
seseorang dari sumber radiasi maka intensitas radiasi yang diterimanya akan semakin kecil, mengikuti hukum kuadran terbalik diatas.
B. Atenuasi Sinar X
Intensitas radiasi sinar X setelah melalui bahan dengan tebal tertentu akan mengalami pelemahan atau atenuasilihat gambar 9 mengikuti persamaan berikut :
X
e I
I
µ
−
=
…………………………………………………….3 Dimana I
, I = intensitas sebelum dan sesudah menembus bahan. X = tebal bahan yang diperiksa
Universitas Sumatera Utara
24
µ = koefisien absorbsi linier tergantung dari jenis bahan dan tenaga sumber yang digunakan.
Gambar 2.9. Atenuasi intensitas radiasi setelah melalui bahan M. Syukur, 1974
HVL Half value layer adalah tebal bahan yang dapat menyerap intensitas radiasi menjadi separonya, sedangkan
TVL Tenth value layer adalah tebal bahan yang dapat menyerap intensitas radiasi menjadi seper-sepuluhnya.
Gambar 2.10. Kurva Intensitas radiasi setelah melalui bahan. PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN BADAN TENAGA NUKLIR
NASIONAL2006 Nilai HVL dan TVL suatu bahan dapat dihitung dari koefisien serap linier µ nya
dengan persamaan berikut :
Universitas Sumatera Utara
25
x
e I
I
µ −
= …………………………………….. 4
x I
I
µ
− =
ln
…………………………………. 5
x I
I
µ
− =
2 1
ln
……………………………….. 6
x
µ
− =
2 1
ln
……………………………………. 7
x
µ
− =
− 693 ,
………………………………. 8
µ
693 ,
= x
, x=0 ……………………………….. 9
; 693
, µ
= HVL
………………………………….10
µ 303
, 2
= TVL
………………………………….11
Contoh : Koefisien serap suatu bahan adalah 0,1386mm. Bila bahan tersebut digunakan
sebagai penahan radiasi sinar X maka tebal yang dibutuhkan untuk menurunkan intensitas radiasi dari 10 mRjam menjadi 2,5 mRjam adalah :
HVL bahan = 0,693 0,1386 = 5 mm I
x
I = 2,5 10 = ¼
Tebal yang diperlukan adalah 2 x HVL = 2 x 5 mm =10 mm satu HVL menurunkan ½ nya maka diperlukan 2 HVL untuk menurunkan ¼ nya.
Universitas Sumatera Utara
26
Tabel 2.1 Jumlah HVL dengan jumlah I
X
I Jumlah HVL
I
x
I 1
1 2 2
1 4 3
1 8 4
1 16 5
1 32 Dst….
Tabel 2.2 Jumlah TVL dengan jumlah I
X
I
C. Mekanisme Interaksi
Mekanisme interaksi sinar X ketika mengenai materi adalah efek fotolistrik, efek Compton dan produksi pasangan
Jumlah TVL I
X
I 1
1 10 2
1 100 3
1 1000 Dst……
Universitas Sumatera Utara
27
1. Efek fotolistrik
Gambar 2.11. Proses efek foto listrik PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN BADAN TENAGA NUKLIR
NASIONAL2006 Dalam proses efek fotolistrik, sinar X “menubruk” salah satu elektron dan
memberikan seluruh energinya sehingga elektron tersebut lepas dari lintasannya. Elektron yang dilepaskan dalam proses ini disebut fotoelektron, yang mempunyai
energy sebesar energy sinar X yang mengenainya. 2.
Hamburan Compton
Gambar 2.12. Proses hamburan compton PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN BADAN TENAGA NUKLIR
NASIONAL2006 Dalam proses hamburan Compton, sinar X seolah-olah “menubruk” salah satu
elektron dan kemudian terhambur kea rah yang lain. Sebagian energi sinar X
Universitas Sumatera Utara
28
diberikan ke elektron sehingga lepas dari lintasannya, sedangkan sisanya dibawa oleh sinar X hamburan.
3. Produksi pasangan
Proses produksi pasangan hanya terjadi bila energy sinar X lebih besar dari 1,02 Mev dan sinar X tersebut berhasil mendekati inti atom. Sinar X tersebut akan
lenyap dan berubah menjadi sepasang elektron-positron. Positron adalah partikel yang identik dengan elektron tetapi bermuatan positif.
Gambar 2.13. Proses produksi pasangan PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN BADAN TENAGA NUKLIR
NASIONAL2006
2.6 PRINSIP-PRINSIP SUATU RADIOGRAFI
