25
diberikan ke inti. Karena melibatkan energi yang sangat tinggi maka proses ini dapat diabaikan untuk energi sinar X yang digunakan dalam radiografi.
Suatu citra yang bagus dapat diperoleh jika hamburan sinar X-nya minimum. Koefisien atenuasi linear, µ, merupakan fraksi dari interaksi foton per
satuan tebal bahan dan merupakan jumlahan dari kontribusi proses-proses di atas. Nilai koefisien atenuasi ini mengindikasikan rata-rata interaksi foton ketika
melalui bahan yang ditentukan oleh energi dari foton-foton individual, nomor atom serta kerapatan bahan. Ketika sebuah berkas sempit dari foton monoenergik
dengan interaksi mula-mula N , menembus suatu lapisan bahan dengan
ketebalan t secara eksponensial ditunjukan oleh persamaan :
t
e N
N
α −
= ................................................................................................. 20
2.3. Koefisien Atenuasi
Koefisien atenuasi merupakan parameter pengukur kuantitas radiasi sinar X monokromatik yang teratenuasi saat menembus ketebalan suatu material, melalui
absorpsi dan atau deflasi hamburan foton dari berkas sinar X primer. Sehingga kontras citra tergantung pada perbedaan koefisien atenuasi linear
µ linear
attenuation coefficient, antara bagian-bagian material yang disinari
Koefisien atenuasi linear untuk semua material bergantung pada energi foton sinar X dan nomor atom elemen-elemen dalam material. Koefisien atenuasi
linear suatu material akan berubah bila energi foton sinar X berubah. Foton sinar X energi rendah akan teratenuasi lebih banyak dibandingkan foton sinar X energi
tinggi. Penambahan energi sinar X akan meningkatkan jumlah foton yang
26
ditransmisikan, sehingga dapat mengurangi kuantitas radiasi yang teratenuasi. Hal ini mengakibatkan terjadinya perubahan besarnya intensitas sinar X yang
menembus materi. Intensitas sinar X akan mengalami pelemahan setelah menembus ketebalan material tertentu. Semakin tinggi perbandingan nilai
intensitas yang menembus material,
P
I dan intensitas yang menembus sekeliling material,
I , maka nilai µ
juga semakin tinggi. Interaksi antara sinar X dengan materi yang mendominasi adanya atenuasi adalah absorpsi fotolistrik, hamburan
Compton dan hamburan koheren Rayleigh. Besarnya koefisien atenuasi linear total yaitu : Wisnu Susetya, 1998.
Koheren Compton
k fotolistri
Total
µ µ
µ µ
+ +
= ....................................................... 21
Koefisien atenuasi bahan yang merupakan fraksi foton yang terserap pada ketebalan t dari bahan diberikan sebagai : Cari, 2001.
p
I I
t ln
1 =
µ ...................................................................................... ……22
Persamaan 22 di atas dapat juga dinyatakan :
t P
e I
I
µ −
= ............................................................................................ 23
dimana : µ
= koefisien atenuasi linear,
1 −
mm t = ketebalan material, mm
P
I = intensitas sinar X yang menembus bidang phantom, PSL
2
mm I = intensitas sinar X yang menembus sekeliling phantom, PSL
2
mm
27
Koefisien atenuasi massa mass attenuation coefficient didefinisikan sebagai perbandingan antara koefisien atenuasi linear terhadap kepadatannya
densitas,
ρ µ
. Koefisien atenuasi massa menyatakan probabilitas interaksi per gram cm
-2
setelah suatu material ditembus oleh foton sinar X Turner, 1995. Seperti pada persamaan 23 koefisien atenuasi massa dinyatakan dengan :
t P
e I
I
ρ µ
−
= .......................................................................................... 24
Hubungan antara koefisien atenuasi massa dengan energi sinar X soft tissue ditunjukkan pada grafik 2.10.
Gambar 2.10 Koefisien atenuasi massa untuk soft tissue untuk berbagai range energi
http : web.mit.edu22.058wwwdocumentsfall 2002lectures18
Mekanisme atenuasi dengan energi dan nomor atom material untuk material soft tissue ditunjukkan pada tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1Mekanisme koefisien atenuasi terhadap besarnya energi dan nomor atom material http : web.mit.edu22.058wwwdocumentsfall 2002lectures18
Mekanisme atenuasi
E Z
Range Energi Material Soft Tissue
Hamburan Rayleigh 1E
Z
2
1-20 keV Efek Fotolistrik
1E
3
Z
3
1-30 keV Efek Compton
menurun secara berlahan terhadap E
independen 30 keV-20 MeV
Produksi Pasangan meningkat secara
berlahan terhadap E Z
2
Diatas 20 MeV
28
Perbedaan intensitas sinar X yang ditransmisikan melalui suatu material tergantung karapatan densitas yang dimiliki oleh material tersebut dan besarnya
energi yang ditransmisikan seperti ditunjukkan pada persamaan 24 di atas. Seperti berkas sinar X yang melalui obyek berupa otot muscle, tulang bone,
dan lemak fat akan menghasilkan koefisien atenuasi yang berbeda tergantung energi yang ditransmisikan dan kerapatan densitas material tersebut. Hanya
sebagian kecil sinar X yang ditransmisikan oleh tulang dibandingkan oleh tulang atau lemak seperti ditunjukkan pada garafik 2.11 di bawah ini. Ada banyak sinar
X yang melalui otot dan lemak tetapi hanya sedikit yang melalui tulang.
Gambar 2.11 Koefisien atenuasi massa untuk tulang, otot, dan lemak terhadap energi foton sinar X
http : web.mit.edu22.058wwwdocumentsfall 2002lectures18
Contoh koefisien atenuasi massa terhadap energi sinar X yang ditransmisikan untuk karbon C, aluminium Al, dan timah Sn ditunjukkan pada gambar2.12
29
Gambar 2.12 Koefisien atenuasi massa material Sn, Al, dan C terhadap energi sinar X www.acept.ia.asu.eduPiNrdgvisnxray.shtml
Pada grafik 2.12 memperlihatkan bahwa 3 material dengan nomor atom Z dan kerapatan yang berbeda mempunyai nilai koefisien atenuasi yang berbeda.
Unsur timahSn Z = 50 dengan kerapatan atom sebesar 7,30 gramcm
3
akan mempunyai koefisien atenuasi massa, µρ cm
2
gram, paling besar dibandingkan unsur aluminium dan karbon. Unsur aluminium Z = 13 dengan kerapatan atom
2,70 gramcm
3
dan unsure karbon Z = 6 mempunyai kerapatan atom 2,26 gramcm
3
mempunyai nilai koefisien atenuasi massa di bawah nilai unsur timah.
2.4. Detektor Sinar X 2.4.1. Pengantar
