BAB II
DASAR TEORI
2.1. Sinar-X
Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 10
-9
sampai 10
-8
m 0,1-100
Å
. Berarti sinar-X ini mempunyai panjang gelombang yang jauh lebih pendek daripada cahaya tampak, sehingga energinya lebih besar. Besar
energinya dapat ditentukan dengan menggunakan hubungan:
2.1
E = energi Joule h = konstanta plank 6,627 x 10
-34
J.s c = kecepatan cahaya 3.10
8
mdetik λ = panjang gelombang m
Å
Gelombang elektromagnetik terdiri atas radio, inframerah, ultraviolet, sinar- X dan sinar gamma. Yang dibedakan atas panjang gelombang, besar energi dan
frekuensinya seperti tampak pada gambar spektrum berikut:
Universitas Sumatera Utara
Gambar 1. Spektrum Gelombang Elektromagnetik Beiser, 2003.
2.2. Sifat-Sifat Sinar-X
Sinar-X mempunyai sifat umum seperti dibawah ini:
1. Daya tembus
Sinar-X dapat menembus bahan atau massa yang padat dengan daya tembus yang sangat besar. Semakin kecil panjang gelombang sinar-X, makin besar daya
tembusnya.
Universitas Sumatera Utara
2. Pertebaran
Apabila berkas Sinar-X melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas Sinar tersebut akan mengalami pertebaran keseluruh arah, menimbulkan radiasi
sekunder radiasi hambur pada bahan atau zat yang dilalui. Untuk mengurangi akibat radiasi hambur ini maka pada pesawat linac digunakan scattering foil.
3. Penyerapan
Sinar-X akan diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahan atau zat tersebut. Makin tinggi kepadatannya atau berat atomnya makin
besar penyerapannya. 4.
Efek Ionisasi Efek Ionisasi disebut juga efek primer dari Sinar-X yang apabila mengenai suatu
bahan atau zat dapat menimbulkan ionisasi pada partikel-partikel atau zat yang dilaluinya.
5. Efek biologi
Sinar-X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini yang dipergunakan dalam pengobatan radioterapi Sjahriar Rasad, dkk,
2001.
2.3. Besaran dan Satuan Radiasi
2.3.1. Paparan radiasi exposure
Paparan radiasi adalah kemampuan radiasi sinar-X atau gamma untuk menimbulkan ionisasi di udara dan digunakan untuk mendeskripsikan sifat
emisi sinar-X atau sinar gamma dari sebuah sumber radiasi. Satuan ini mendeskripsikan keluaran radiasi dari sebuah sumber radiasi namun tidak
mendeskripsikan energi yang diberikan pada sebuah objek yang disinari. Satuannya adalah roentgen atau R.
1 Roentgen R = 2,58 x 10
-4
CoulombKg udara 1 Roentgen R = 1,610 x 10
12
pasangan iongr udara
2.2
Universitas Sumatera Utara
Dimana: ∆Q = Muatan listrik ion dalam udara coulomb
∆m = Massa Kg
2.3.2. Kecepatan pemaparan exposure rate
Kecepatan pemaparan ER adalah besar pemaparan persatuan waktu. Satuan nya adalah Rjam
2.3
Dimana: ER = Kecepatan pemaparan Rjam ∆x = Pemaparan R
∆t = waktu lamanya pemaparan Jam
2.3.3. Dosis serap absorbed dose
Banyaknya energi yang diserap bahan persatuan massa bahan tersebut. Satuan ini menggambarkan jumlah radiasi yang diterima oleh pasien. Satuannya
adalah rad Roentgen Absorbed Dose dan gray Gy. 1 Gy = 1JKg = 100 rad
1 cGy = 1 rad
2.4
Dimana: D = Dosis serap Gy
E = Energi radiasi Joule
m = Massa bahan Kg
Universitas Sumatera Utara
2.3.4. Linear energy transfer LET
Linear energy transfer adalah perbandingan energi rata-rata yang diberikan setempat pada materi oleh partikel bermuatan dengan energi tertentu yang
melalui jarak.
2.5
Dimana: LET = linear energi transfer ergcm dE = energi rata-rata yang diberikan setempat pada materi
oleh partikel bemuatan erg dl = jarak cm
2.3.5. Dosis ekivalen DE
Dosis ekivalen yang memperhitungkan efek radiasi sebagai akibat dari jenis radiasi yang berbeda. Digunakan untuk menggambarkan jumlah radiasi yang
diterima oleh pekerja radiasi. Sejumlah energi serap yang sama dari berbagai macam radiasi akan menimbulkan efek yang berbeda. Karenanya untuk
pengukuran digunakan terminologi RBE relative biological effectiveness yang didefenisikan sebagai:
Efek biologi suatu macam radiasi jadinya tergantung pada dosis serap dan RBE. Satuan radiologi yang baru didefenisikan ialah Rem Roentge
equivalent man. Sebagai dosis serap radiasi yang secara biologi ekivalen dengan dosis serap satu rad radiasi-x.
DErem=DradxRBE
2.6
Faktor RBE biasanya digunakan dalam bidang radiologi, sedang dalam bidang proteksi radiasi digunakan faktor-faktor modifikasi, ialah
QF Quality factor yang tergantung pada LET, dan DF faktor distribusi,
Universitas Sumatera Utara
faktor efek biologi distribusi zat radioaktif yang non uniform didalam tubuh.
DE = D.QF.DF
2.7
Dimana: DE = Dosis ekivalen sv D = Dosis serap radiasi Gy
QF = Faktor kualitas DF = Faktor distribusi
1 Sv = 100 rem Berikut ini akan diperlihatkan harga-harga faktor kualitas untuk bermacam
radiasi, yaitu:
Tabel 1. Harga faktor kualitas QF untuk bermacam radiasi Roestan Roekmantara, 1978.
Radiasi QF
X, gamma, elektron dan β dengan
30 KeV 1
β dengan
30 KeV
1,7 Neutron cepat dan proton dengan energi sampai 10 MeV
10 Partikel
α dar i peluruhan radioaktif 10
Inti recoil berat 20
Neutron termik 3
Proton dengan energi ≈ 50 MeV
3,2
2.3.6. Hubungan antara Roetgen dan Rad
Menurut Bragg Gray, energi radiasi di terima oleh materi sebesar :
Energi yang diterima .W.J 2.8
Universitas Sumatera Utara
Dimana:
Bila diambil harga W diudara = 34 eVpasang ion, maka didapat : D
udara
= 0,877 X rad D
= dosis serap X
= pemaparan dalam satuan roentgen Roestan Roekmantara, 1978.
2.4. Interaksi radiasi dengan materi