Interaksi radiasi gelombang elektromagnetik

menjadi elektron bebas yang tidak memiliki energi kinetik dan bebas bergerak secara random acak di dalam medium. Elektron hanya berpindah ke lintasan yang lebih luar energi lintasannya lebih besar. Setelah terjadi proses eksitasi, atom tersebut berubah menjadi atom yang tereksitasi.Sebagaimana pada proses ionisasi, energi radiasi yang datang akan berkurang setelah melakukan proses eksitasi. Ini terjadi karena radiasi mentransfer sebagian atau seluruh energinya kepada elektron, sehingga elektron memiliki energi yang cukup untuk berpindah lintasan. Proses eksitasi juga dapat berlangsung berulang kali hingga energi radiasinya habis.Atom yang berada dalam keadaan tereksitasi ini akan kembali ke keadaan dasarnya ground state dengan melakukan transisi elektron. Salah satu elektron yang berada di lintasan luar akan berpindah mengisi kekosongan di lintasan yang lebih dalam sambil memancarkan radiasi sinar-x karakteristik. Energi sinar-x karakteristik yang dipancarkan dalam peristiwa ini setara dengan selisih energi antara lintasan sebelum dan sesudah transisi. Proses brehmsstrahlung lebih dominan terjadi pada interaksi radiasi beta dan elektron karena massa dan muatan partikel beta relatif lebih kecil sehingga kurang diserap oleh materi dan daya tembusnya lebih tinggi dibandingkan partikel alpha.Karena adanya gaya elektrostatik, radiasi beta atau elektron yang bergerak melewati inti akan dibelokkan. Perubahan arah gerak ini menyebabkan adanya perubahan momentum yang kemudian akan menghasilkan pancaran energi gelombang elektromagnetik foton. Foton yang muncul pada proses ini disebut sebagai sinar-x brehmsstrahlung bedakan dengan sinar-x karakteristik yang dihasilkan oleh transisi elektron.Berbeda dengan energi radiasi sinar-x karakteristik yang hanya dipengaruhi oleh selisih tingkat energi lintasan, tingkat energi radiasi sinar-x brehmsstrahlung ini dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu energi radiasi yang mengenai atom, nomor atom jumlah proton inti dan sudut pembelokannya.

2.11 Interaksi radiasi gelombang elektromagnetik

Gamma dan sinar-x termasuk ke dalam kelompok radiasi elektromagnetik. Tidak seperti gelombang radio dan cahaya tampak, gamma dan sinar-x memiliki panjang gelombang yang lebih pendek atau frekuensi yang lebih tinggi sehingga memiliki energi yang jauh lebih tinggi. Sementara radiasi alpha dan beta memiliki daya jangkau maksimum yang terbatas, foton berinteraksi secara probabilistik sehingga daya jangkau maksimum sebuah foton bisa sangat bervariasi tidak pasti. Meskipun demikian, fraksi total foton yang diserap oleh bahan berkurang secara eksponensial dengan ketebalan bahan. Ada tiga mekanisme bagaimana gamma dan sinar-x berinteraksi dengan materi, yaitu efek fotolistrik, hambran Compton dan produksi pasangan. Radiasi gamma memiliki bahaya eksternal karena radiasi ini memberikan energinya jauh lebih banyak dan lebih jauh bila dibandingkan dengan radiasi alpha dan beta.Pada proses efek fotolistik, radiasi gelombang elektromagnetik foton yang datang mengenai atom, seolah-olah ‘menumbuk’ salah satu elektron orbital dan memberikan seluruh energinya. Jika energi foton yang diberikan lebih besar dari energi ikat elektron, maka elektron tersebut dapat terlepas dari atom dan menghasilkan ion. Elektron yang terlepas atau biasa disebut fotoelektron dapat menyebabkan peristiwa ionisasi sekunder pada atom sekitarnya dengan cara yang mirip dengan yang dilakukan beta. Peristiwa hamburan Compton sebenarnya tidak berbeda jauh dengan efek fotolistrik. Akan tetapi, pada hamburan Compton tidak semua energi foton diberikan kepada elektron, melainkan hanya sebagian saja, sisa energi foton masih berupa gelombang elektromagnetik foton yang dihamburkan. Foton yang dihamburkan ini akan terus berinteraksi dengan elektron lain sampai energinya habis dan elektron yang dihasilkan foto elektron akan menyebabkan proses ionisasi sekunder. Pada hamburan Compton, foton dengan energi hλ i berinteraksi dengan elektron terluar dari atom, selanjutnya foton dengan energi hλ o dihamburkan dan sebuah foto elektron lepas dari ikatannya. Energi kinetik elektron E e sebesar selisih energi foton masuk dan foton keluar. Gambar.2.6 Efek foto listrik Akhadi,2000 Gambar.2.7 Efek Hamburan Compton Akhadi,2000 Gambar.2.8 Efek produksi pasangan Akhadi,2000

2.12. Thorax Atau Rongga Dada