berputar supaya permukaannya tidak lekas rusak yang disebabkan tumbukan elekron. Trafo tegangan tinggi berfungsi pelipat tegangan rendah dari sumber menjadi
tegangan tinggi antara 30 kV sampai 100 KV. Pada trafo tegangan tinggi diberi minyak sebagai pendingin. Travo tegangan tinggi berfungsi untuk mempercepat
elektron di dalam tabung. Setiap tahun pada pesawat sinar-X terjadi penyimpangan cukup besar sehingga perlu di kalibrasi sekurang-kurangnya satu bulan sekali.
Pesawat radioterapi sinar-X menurut energi yang dihasilkan yaitu Sinar-X dengan energi rendah 10-125 KV disebut kontak terapi dan Sinar-X energi menengah
125-130 KV dan dinamakan sinar-X orthovoltage.
2.5 Interaksi Radiasi dengan Materi
Konsep dasar interaksi radiasi dengan materi pada dasarnya merupakan interaksinya dengan elektron di dalam orbital atom. Interaksi radiasi dengan
materi menyebabkan terjadinya ionisasi dan eksitasi. Interaksi radiasi dengan inti atom hanya terjadi dengan neutron yang tidak bermuatan sehingga tidak
menyebabkanionisasi. Tabrakan elastis neutron dengan inti hidrogen menghasilkan proton pental recoil proton yang dideteksi sebagai partikel tidak bermuatan.
Besarnya energi radiasi ditentukan dengan cara mengukur jangkauan range radiasi ketika menembus materi yaitu jarak yang dicapai oleh radiasi berenergi
tertentu ketika menembus materi. Pengukuran energi radiasi juga dapat ditentukan melalui ketebalan paruh half thickness yaitu ketebalan materi yang dapat
mengurangi intensitas radiasi itu menjadi separuhnya. Dapat juga dengan dengan
menentukan ketebalan paruh Sulistyani. Jenis-jenis interaksi radiasi dengan
materi yaitu: Absorpsi energi, Koefisien atenuasi, Efek foto listrik, Efek compton dan produksi pasangan.
2.5.1 Absorpsi Energi
Pada saat berkas foton melewati medium sebagian energi radiasi ditransfer pada medium. Dosis absorpsi yang menyatakan jumlah energi yang diserap
persatuan massa jaringan merupakan besaran yang dipakai untuk memperkirakan efek biologi terhadap radiasi. Secara sederhana proses penyerapan energi radiasi
sampai terjadinya efek biologi.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Koefisien Atenuasi
Bila berkas foton melewati medium, sejumlah foton akan berinteraksi dengan medium dan keluar dari berkas sedangkan sebagian lain kemungkinan
tidak mengalami interaksi sama sekali. Akibat jumlah foton yang keluar darimedium berkurang. Penurunan intesitas I dari sinar-X sebanding dengan
jarak x yang dilewatinya. Koefisien atenuasi dinyatakan dengan = -
dx Dimana: I = Intensitas sinar-X
1 µ = Koefisien Atenuasi
Integritas memberikan:
μx x
e I
I
Dimana: I
x
= Intensitas sinar-X yang diteruskan I
= Intensitas sinar-X yang datang X = Tebal
2.5.3 Efek Fotolistrik
Dalam proses fotolistrik energi foton diserap oleh atom yaitu elektron sehingga elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang
keluar dari atom disebut fotoelektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada energi radiasi rendah E 1 MeV dan nomor atom besar.
Gambar 2.4 Efek fotolistrik Sumber: Jurnal Dasar Teori Sinar-X. 2012 Universitas Sumatera Utara, Medan
Gambar di atas menggambarkan skema alat yang digunakan Einstein untuk mengadakan percobaan. Alat tersebut terdiri atas tabung hampa udara
yang dilengkapi dengan dua elektroda A dan B dan dihubungkan dengan sumber tegangan arus DC. Pada saat alat tersebut dibawa ke dalam ruang gelap
2
Universitas Sumatera Utara
maka amperemeter tidak menunjukkan adanya arus listrik. Akan tetapi pada saat permukaan katoda A dijatuhkan sinar amperemeter menunjukkan adanya arus
listrik. Hal ini menunjukkan adanya aliran arus listrik. Aliran arus ini terjadi karena adanya elektron yang terlepas dari permukaan yang selanjutnya disebut
elektrofoton A bergerak menuju B. Apabila tegangan baterai diperkecil sedikit demi sedikit ternyata arus listrik juga semakin mengecil dan jika tegangan terus
diperkecil sampai nilainya negatif ternyata pada saat tegangan mencapai nilai tertentu -V
, amperemeter menunjuk angka nol yang berarti tidak ada arus listrik yang mengalir atau tidak ada elektron yang keluar dari keping A. Potensial V
ini disebut potensial henti yang nilainya tidak tergantung pada intensitas cahaya yang
dijatuhkan, hal ini menunjukkan bahwa energi kinetik mencium elektron yang keluar dari permukaan adalah sebesar:
2
eV mV
2 1
EK
Bila foton atau radiasi pengion tidak langsung mengenai elektron dalam
suatu elektron dalam suatu orbit dalam atom sebagian energi foton Q digunakan untuk mengeluarkan elektron dari atom dan sisanya dibawa oleh elektron sebagai
energi kinetiknya. Seluruh energi foton dipakai dalam proses tersebut. E= hf =Q + EK
Dimana: E = energi Joule f = frekuensi herzt
h = konstanta plank 6,627 x J.s
Q = energi ikat elektron Joule Ek = energi kinetik elektron Joule
2.5.4 Efek Compton
Foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas. 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.
3
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Penghamburan Compton Sumber: Jurnal Dasar Teori Sinar-X. 2012 Universitas Sumatera Utara, Medan
Gambar percobaan Compton cukup sederhana yaitu sinar x monokromatik sinar x yang memiliki panjang gelombang tunggal dikenakan pada keping tipis
berilium sebagai sasarannya, kemudian untuk mengamati foton dari sinar x dan elektron yang terhambur dipasang detektor. Sinar x yang telah menumbuk
elektron akan kehilangan sebagian energinya yang kemudian terhambur dengan sudut hamburan sebesar θ terhadap arah semula.
Berdasarkan hasil pengamatan ternyata sinar x yang terhambur memiliki panjang gelombang yang lebih besar dari panjang gelombang sinar x semula,
hal ini dikarenakan sebagian energinya terserap oleh elektron. Menurut hukum kekekalan momentum semua momentum foton p harus
dipindahkan ke elektron jika foton tersebut menghilang. mv
c E
P
Dimana: E = energi Joule
m = massa Kg c = kecepatan elektron mdtk
p = momentum v = kecepatan elektron mdtk
2.5.5 Produksi Pasangan
Produksi pasangan adalah salah satu efek interaksi suatu penyinaran pada suatu benda atau materi.
4
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Proses terjadinya produksi pasangan Sumber: Jurnal Dasar Teori Sinar X. 2012. Universitas Sumatera Utara, Medan
Pada gambar 2.6 memperlihatkan pada waktu foton yang berenergi lebih dari 1,02 MeV menembus materi dan mendekati inti atom. Foton berubah dan
membentuk satu pasangan yaitu positron dan elektron yang masing-masing berenergi sebesar 0,51 MeV. Peristiwa ini disebut produksi pasangan. Energi sebesar
1,02 MeV ini disebut nilai batas ambang produksi pasangan. Sebuah foton yang energinya lebih dari 1,02 MeV pada saat bergerak
dekat dengan sebuah inti secara spontan akan menghilang dan energinya akan muncul kembali sebagai suatu positron dan elektron.
2.6 Interaksi Elektron dengan Zat
