Fenomena Kuantum "Sinar X"

MAKALAH SINAR X

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada era globalisasi, banyak manusia memanfaatkan teknologi khususnya dibidang kesehatan untuk membantu pengobatan. Di sisi lain keamanan tehnologi harus lebih diperhatikan sepuya tidak  merugikan atau memperburuk keadaan.

Salah satu teknologi yang dikembangkan dikalangan kesehatan atau ahli medis untuk mengobati pasienya adalah Sinar X. Ahli medis menggunakan Sinar X untuk memotret kedudukan tulang atau organ dalam tubuh manusia.

Sinar-X mempunyai daya tembus yang cukup tinggi terhadap bahan yang dilaluinya. Dengan demikian sinarX dapat dimanfaatkan sebagai alat diagnosis dan terapi di bidang kedokteran . Perangkat sinar X untuk diagnosis disebut dengan photo Rontgen sedangkan yang untuk terapi disebut Linec (Linier Accelerator). Dengan perkembangan teknologi maka photo Rontgen dapat di tingkatkan fungsinya lebih luas yaitu melalui alat baru yang disebut dengan CT. Scan (Computed Tomography Scan). Adanya peralatan yang menggunakan sinar X maka akan membantu dalam mendiagnosis dan pengobatan (terapi) suatu penyakit, sehingga dapat meningkatkan kesehatanmanusia.

Tetapi apakah penggunaan Sinar X itu tidak berbahaya bagi manusia. Padahal daya tembus Sinar X cukup besar, apakah jaringan tubuh manusia aman ketika terkena paparan dari sinar-x terlalu lama. Sinar X juga merupakan salah satu gelombang elektromaknetik yang dimana radiasi dari gelombang elektromaknetik bisa membahayakan kesehatan manusia.

B.     Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut rumusan masalah yang dapat diangkat antara lain sebagai berikut:

      1.Apa pengertian Sinar X?

      2.Bagaimana cara kerja Sinar X?

      3.Bagaimana sifat-sifat sinar X?

      4.Apa mamfaat Sinar X?

      5.Apa bahaya radiasi Sinar X?

C.    Tujuan

Tujuan dari penuliasan makalah ini adalah, sebagai berikut.

      1.Untuk mengetahui apa pengertian Sinar X

      2.Untuk mengetahui bagaimana cara kerja Sinar X

      3.Untuk mengetahui sifat-sifat sinar X

      4.Untuk mengetahui apa mamfaat Sinar X

      5.Untuk mengetahui bahaya radiasi Sinar X

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Sinar X

Sinar X atau sinar roentgen adalah gelombang elektromagnetik yang dapat menembus benda- benda lunak seperti daging dan kulit akan tetapi tidak dapat menembus tulang, gigi dan logam karena hanya memilkipanjang gelombang 10^-8 sampai 10^-12 dan frekuensi sekitar 10¹⁶ sampai 10²¹ Hz.

Sinar X adalah gelombang elektromagnetik  dari elektron yang menabrak atom dengan kecepatan tinggi.

Sinar X merupakan pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, panas, cahaya sinar ultraviolet, tetapi mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek sehingga dapat menembus benda-benda.

Dari proses terjadinya sinar X dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

1.Sinar X bremsstrahlung

sinar X bremsstrahlung adalah gelombang elektromagnetik yang terbentuk apabila partikel bermuatan misalnya elektron oleh pengaruh gaya inti atom bahan mengalami perlambatan. Sinar X bremsstrahlungmempunyai energi paling tinggi sama energi kinetik partikel bermuatan pada waktu terjadinya perlambatan.

Ketika terjadi perlambatan dan menimbulkan sinar x, sinar X yang terjadi umumnya memiliki energi yang berbeda-beda sesuai dengan energi kinetik elektron pada saat terbentuknya sinar X dan juga tergantung pada arah pancarannya.

Sinar X bremsstrahlung dapat dihasilkan melalui pesawat sinar X atau pemercepat partikel.

Pada dasarnya pesawat sinar X tersiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar X, sumber tegangan tinggi yang menentu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung sinar X, dan unit mengatur. Bagian pesawat sinar X yang biasa terbuat dari bahan gelas terdapat filamen yang bertindak sebagai katode dan target yang bertindak sebagai anode. Tabung pesawat sinar X dibuat hampa udara agar elektron yang berasal dari filamen tidak terhalang oleh molekul udara dalam perjalanannya menuju ke anode. Filamen yang dipanasi oleh arus listrik bertengan rendah (If) menjadi sumber elektron. Makin besar  arus filamen IF, akan makin tinggi suhu filamen dan berakibat makin banyak elektron dibebaskan persatuan waktu.

Elektron yang  dibebaskan oleh filamen tertarik ke anode oleh adanya beda potensial yang besar atau tegangan tinggi antara katode dan anode yang dicatu oleh unit sumber tegangan tinggi (potensial katode beberapa puluh hingga beberapa ratus kV atau MV lebih randah dibandingkan potensial anode ). Elektron ini menabrak bahan target yang umumnya bernomor atom dan bertitik cair tinggi (misalnya tungsten) dan terjadilah proses bremsstrahlung. Khusus pada pemercepat partikel energi tinggi beberapa elektron atau partikel yang dipercepat dapat agak menyimpang dan menabrak dinding sehungga menimbulkan bremsstrahlung pada dinding. Beda potensial atau tegangan antara kedua elektrode menentukan energi maksimum sinar X yang terbentuk, sedangkan fluks sinar X bergantung pada jumlah elektron persatuan waktu yang sampai ke bidang anode yang terakhir ini disebut arus tabung It yang sudah barang tentu bergantung pada arus filamen It. Namun demikian batas tertentu, tegangan tabung juga dapat mempengaruhi arus tabung. Arus tabung dalam sistem pesawar sinar X biasanya hanya memunyai tingkat besaran dalam milliampere (mA), berbeda dengan arus filamen yang besarnya dalam tingkat ampere

    2. Sinar X karekteristik

sinar X karekteristik adalah  energy yang khas untuk setiap jenis atom yang terbentuk dalam proses perpindahan elektron-eloktron atom dari tingkat energi yang lebih tinggi menuju ke tingkat yang lebih rendah, misalnya dalam proses lanjutan efek foto listrik. Sinar X karekteristik yang terbentuk dengan cara sepeti ini mempunyai energi yang sama dengan selisih energi antara kedua tingkat energi yang berkaitan. sinar X karekteristik mempunyai energi farik dan Sinar x karekteristik yang timbul oleh perpindahan elektron dari suatu tingkat energi menuju ke lintasan k, disebut sinar x garis k, sedangkan yang menuju ke lintasan l, dan Seterusnya.

C.    Cara kerja sinar X

          Dalam kehidupan sekarang atau masa modern, penciptaan sinar X tak lagi mengandalkan mekanisme tabung crookes, melainkan dengan mengunakan pesawat sinar X modern. Pesawat sinar X modern pada dasarnya membangkitkan sinar X dengan menghantam target logam dengan elektron berkecepatan tinggisehingga menghasilkan energi tinggi juga, dan  mampu menembus elektron-elektron orbital luar pada materi target hingga menumbuk elektron orbital pada kulit k (terdekat dengan inti atom).

          Elektron yang tertumbuk akan terpental dari orbitnya, meninggalkan hole pada tempatnya semula. Hole yang ditinggalkannya itu akan diisi oleh elektron dari kulit luar dan proses itu melibatkan pelepasan foton (cahaya elektromagnetik) dari elektron pengisi tersebut. Foton yang keluar itulah yang kemudian disebut sinar X karekteristik.

          Adapun mekanisme lain yang mungkin terjadi adalah emisi foton yang dialami oleh elektron cepat yang dibelokkan oleh inti atom target atas konsekuensi dari intekraksi coulomb antara inti atom target dengan elektron cepat. Proses pembelokkan ini melibatkan perlambatan dan karenanya memerlukan emisi energi berupa foton. Mekanisme ini disebut bremsstrahlung (bahasa jerman dari “radiasi pengereman”).

Seperti terlihat pada gambar ilustrasi, beda potensial antara anoda dan katoda dibuat sedemikian rupa sehingga mencapai angka yang cukup untuk membuat elektron melompat dengan kecepatan tinggi setelah katoda diberi energi 1000 volt. Setelah elektron pada katoda melompat dan menghantam filamen pada anoda, terjadilah sinar X yang terjadi dengan mekanisme sinar X karekteristik ataupun bremsstrahlung. Karena filamen pada anoda dimiringkan ke bawah, foton sinar X akan menuju ke bawah, keluar dari pesawat sinar X lalu melewati jaringan yang dipotret. Bayangan akan terbentuk pada film yang diletakkan di bawahnya

D.    Sifat- sifat sebagai berikut:

Ø  Mempunyai daya tembus yang tinggi sampai mampu menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi.

Ø  Mempunyai panjang gelombang yang pendek Yaitu : 1/10.000 panjang gelombang yang kelihatan.

Ø  Mempunyai efek fotografi. Sinar X dapat menghitamkan emulsi film setelah diproses di kamar gelap.

Ø  Mempunyai sifat berionisasi. Efek primer sinar X apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat tersebut.

Ø  Mempunyai efek biologi. Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini digunakan dalam pengobatan radioterapi.

E.     Manfaat Sinar X

Mamfaat Sinar X pada kehidupan manusia yaitu sebagai berikut:

         1.Bidang Kesehatan

Ø  Sinar-X lembut digunakan untuk mengambil gambar foto yang dikenal sebagai radiograf. Sinar-X boleh menembusi badan manusia tetapi diserap oleh bahagian yang lebih tumpat seperti tulang.

                   

Gambar. foto sinar-X digunakan untuk mengesan kecacatan tulang, mengdeteksi tulang yang patah dan mempelihatkan keadaan organ-organ dalam badan.

Ø  Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanser. Kaedah ini dikenal sebagai radioterapi.

    2. Dalam bidang Perindustri

Ø  Mengetahui kecacatan dalam struktur binaan atau bahagian-bahagian dalam mesin dan engin.

Ø  Memperbaiki rekahan dalam pipa logam, dinding konkrit dan tekanan tinggi.

Ø  Memeriksa retakan dalam struktur plastik dan getah.

    3. Dalam bidang penyelidikan

Ø  Penyelidikan Sinar-X digunakan untuk menyelidik struktur hablur dan jarak pemisahan antara atom-atom dalam suatu bahan hablur.

    4. Kegunaan lainnya

Ø  Sinar X digunakan untuk mengesahkan pada suatu lukisan atau objek seni purba benar atau tiruan.

Ø  Dilapangan kapal terbang, sinar X digunakan untuk memeriksa barang atau beg penumpang.

F.     Bahaya Radiasi Sinar X

Walaupun sinar-X sangat berguna kepada manusia, tetapi pemakaian secara berlebihan kepada sinarX dapat menyebabkan yaitu:

Ø  pemusnahan sel-sel dalam badan

Ø  perubahan struktur genetik suatu sel

Ø  penyakit kanser barah

Ø  kesan-kesan buruk seperti rambut gugur

Ø  kulit menjadi merah dan berbisul

Ø  radiasi sinar X dapat membunuh monosit (salah satu jenis sel darah putih) yang terdapat pada dinding arteri sehingga dapat mengakibatkan meningkatnya kadar monocyte chemo-attractant protein 1 (MCP-1) yang dapat mengarah kepada penyakit kardiovaskular.

Ø  kanker.

Selain penyebab yang disebutkan diatas ada beberapa efek merugikan yang muncul pada tubuh manusia karena terpapari sinar-X segera teramati beberapa saat setelah penemuan kedua jenis radiasi tersebut yaitu berupa kerontokan rambut dan kerusakan kulit. Pada tahun 1897 di Amerika Serikat dilaporkan adanya 69 kasus kerusakan kulit yang disebabkan oleh sinar-X, sedang pada tahun 1902 angka yang dilaporkan meningkat menjadi 170 kasus. Pada tahun 1911 di Jerman juga dilaporkan adanya 94 kasus tumor yang disebabkan oleh sinar X. Meskipun beberapa efek merugikan dari sinar X telah teramati, namun upaya perlindungan terhadap bahaya penyinaran sinar X belum terfikirkan.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Sinar X merupakan pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, panas, cahaya sinar ultraviolet, tetapi mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek sehingga dapat menembus benda-benda. 10^-8 sampai 10^-12 dan frekuensi sekitar 10¹⁶ sampai 10²¹ Hz menembus benda- benda lunak  seprti kulit. Dan proses terjadinya dibagi menjadi dua yaitu sinar X bremsstrahlung dan sinar X karekteristik.

Sinar X memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia terutama dibidang kesehatan, perindustrian dan penyelidikan. Dibalik manfaat sinar X yang banyak juga terdapat dampak atau bahaya seperti, kanker, rambut rontok dan kerusakan pada kulit.

B.     Saran

Agar para siswa termasuk penulis dapat lebih memahami materi X-Ray Difraction. Selain itu, juga perlu diadakan pengulangan-pengulangan materi agar materi yang sudah diajarkan semakin dipahami dan Agar terus belajar supaya nanti bisa menciptakan teknologi pengobatan dengan menggunakan Sinar X yang semakin aman agar berhati- hati menggunakan Sinar X.