SINAR –X
Sinar –x adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 10-8 -10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 -1021 Hz.sinar
ini dpat menembus benda-benda lunak seperti daging dan kulit tetapi
tidak dapat menembus benda-benda keras seperti tulang,gigi,dan logam.Sinar x sering di gunakan di berbagai bidang seperti bidang kedokteran,fisika,kimia,mineralogy,metarulugi,dan biologi.
Sinar x di temukan secara tidak sengaja oleh Wilhelm Conrad Rontgen
(1845-1923).Ilmuwan Jerman pada November 1895.Pada waktu itu,Rontgen
sedang mempelajari pancaran electron dari tabung katode. Lempeng logam
yang letaknya di dekat tbung katode memencarkan sinar flueresens selama
electron di alirkan.Oleh sebab
itu,Rontgen menyimpulkan bahwa sinar tersebut di sebabkan oleh radiasi
dari suatu atom.karena tidak di kenal dalm ilmu,maka Rontgen memberikan
nama dengan sebutan SINAR X.
ADAPUN MANFAAT SINAR X,yaitu :
*dalam ilmu kedokteran,sinar x dapat digunakan untuk melihat kondisi
tulang,gigi serta organ tubuh yang lain tanpa melakukun pembedahan
langsung pada tubuh pasien.
Biasanya,masyarakat awam menyebutnya dengan sebutan ‘’FOTO
RONTGEN’’.Selain bermanfaat,sinar x mempunyai efek/dampak yang sangat
berbahaya bagi tubuh kita yaitu apabila di gunakan secara berlebihan
maka akan dapat menimbulkan penyakit yang berbahaya,misalnya kanker.Oleh sebab itu para dokter tidak menganjurkan terlalu sering memakai ‘’FOTO RONTGEN’’ secara berlebihan.
73 WILHELM CONRAD RONTGEN 1845-1923
Wilhelm Rontgen ca. 1895. Inset: Radiograph tangan Nyonya Rontgen’s.
Bisakah pembaca bayangkan andaikata dunia tak punya alat Rontgen?
Nyaris mustahil! Wilhelm Conrad Rontgen si penemu sinar X dilahirkan
tahun 1845 di kota Lennep, Jerman. Dia peroleh gelar doktor tahun 1869
dari Universitas Zurich. Selama sembilan belas tahun sesudah itu,
Rontgen bekerja di pelbagai universitas, dan lambat laun peroleh
reputasi seorang ilmuwan yang jempol. Tahun 1888 dia diangkat jadi
mahaguru bidang fisika dan Direktur Lembaga Fisika Universitas Wurburg.
Di situlah, tahun 1895, Rontgen membuat penemuan yang membuat namanya
kesohor.
Tanggal 8 Nopember 1895 Rontgen lagi bikin percobaan dengan “sinar
cathode.” Sinar cathode terdiri dari arus electron. Arus diprodusir
dengan menggunakan voltase tinggi antara elektrode yang ditempatkan pada
masing-masing ujung tabung gelas yang udaranya hampir dikosongkan
seluruhnya. Sinar cathode sendiri tidak khusus merembes dan sudah distop
oleh beberapa sentimeter udara. Pada peristiwa ini Rontgen sudah
sepenuhnya menutup dia punya tabung sinar cathode dengan kertas hitam
tebal, sehingga biarpun sinar listrik dinyalakan, tak ada cahaya yang
bisa terlihat dari tabung. Tetapi, tatkala Rontgen menyalakan arus
listrik di dalam tabung sinar cathode, dia terperanjat melihat bahwa
cahaya mulai memijar pada layar yang terletak dekat bangku seperti
distimulir oleh sinar lampu. Dia padamkan tabung dan layar (yang
terbungkus oleh barium platino cyanide) cahaya berhenti memijar. Karena
tabung sinar cathode sepenuhnya tertutup, Rontgen segera sadar bahwa
sesuatu bentuk radiasi yang tak kelihatan mesti datang dari tabung
ketika cahaya listrik dinyalakan. Karena ini merupakan hal yang
misterius, dia sebut radiasi yang tampak itu “sinar X.” Adapun “X”
merupakan lambang matematik biasa untuk sesuatu yang tidak diketahui.
Tergiur oleh penemuannya yang kebetulan itu, Rontgen menyisihkan
penyelidikan-penyelidikan lain dan pusatkan perhatian terhadap
penelaahan hal-ihwal yang terkandung dalam “sinar X.” Sesudah beberapa
minggu kerja keras, dia menemukan bukti-bukti lain seperti ini: (1)
sinar X bisa membikin sinar pelbagai benda kimia selain “barium
platinocyanide.” (2) sinar X dapat menerobos melalui pelbagai benda yang
tak tembus oleh cahaya biasa. Khusus Rontgen menemukan bahwa sinar X
dapat menembus langsung dagingnya tetapi berhenti pada tulangnya. Dengan
jalan meletakkan tangannya antara tabung sinar cathode dan layar yang
bersinar, Rontgen dapat melihat di layar bayangan dari tulang tangannya.
(3) sinar X berjalan menurut garis lurus; tidak seperti partikel
bermuatan listrik, sinar X tidak terbelokkan oleh bidang magnit.
Sinar X memberi sumbangan besar dan kemajuan dunia kedokteran
Bulan Desember 1895 Rontgen menulis kertas kerja pertamanya mengenai
sinar X. Laporannya dalam waktu singkat menggugah perhatian dan
kegemparan. Dalam tempo beberapa bulan, beratus ilmuwan melakukan
penyelidikan sinar X, dan dalam tempo setahun sekitar 1000 kertas kerja
diterbitkan tentang masalah itu! Salah seorang ilmuwan yang
penyelidikannya langsung bersandar dari hasil penemuan Rontgen adalah
Antoine Henri Becquerel. Orang ini, meskipun maksud utamanya menyelidiki
sinar X, justru menemukan fenomena penting tentang radioaktivitas.
Secara umum, sinar X bekerja bilamana enerji tinggi elektron mengenai
sasaran. Sinar X itu sendiri tidak mengandung elektron, tetapi
gelombang elektron magnetik. Oleh karena itu pada dasarnya dia serupa
dengan radiasi yang dapat terlihat mata (yaitu gelombang cahaya),
kecuali panjang gelombang sinar X jauh lebih pendek.
Penggunaan sinar X yang paling dikenal –tentu saja– di bidang
pengobatan dan diagnosa gigi. Penggunaan lain adalah di bidang
radioterapi, di mana sinar X digunakan untuk menghancurkan tumor ganas
atau mencegah pertumbuhannya.
Sinar X juga banyak digunakan di pelbagai keperluan industri.
Misalnya, bisa digunakan buat ukur tebal sesuatu benda atau mencari
kerusakan yang tersembunyi. Sinar X juga berfaedah di banyak bidang
penyelidikan ilmiah, mulai dari biologi hingga astronomi. Khususnya,
sinar X menyuguhkan para ilmuwan sejumlah besar informasi yang berkaitan
dengan atom dan struktur molekul.
Kendati begitu, orang janganlah berlebih-lebihan menilai arti penting
Rontgen. Memang benar, penggunaan sinar X membawa banyak manfaat,
tetapi orang tidak bisa berkata dia telah merombak keseluruhan teknologi
kita, seperti halnya penemuan Faraday atas pembuktian elektro magnetik.
Begitu pula orang tidak bisa bilang penemuan sinar X benar-benar
merupakan arti penting yang mendasar dalam teori ilmu pengetahuan. Sinar
ultraviolet (yang panjang gelombangnya lebih pendek ketimbang cahaya
yang tampak oleh mata) telah diketahui orang hampir seabad sebelumnya.
Adanya sinar X –yang punya persamaan dengan gelombang ultraviolet,
kecuali panjang gelombangnya masih lebih pendek– masih berada dalam
kerangka fisika klasik. Di atas segala-galanya, saya pikir layak
menempatkan arti penting Rontgen di bawah Becquerel yang penemuannya
lebih punya makna penting yang mendasar.
Rontgen tak punya anak, karena itu dia dan istrinya mengangkat anak
seorang gadis. Tahun 1901 Rontgen menerima Hadiah Nobel untuk bidang
fisika, yang untuk pertama kalinya diberikan untuk bidang itu. Dia tutup
usia di Munich, Jerman tahun 1923.
Penemuan sinar-x
By Trisno Pramujianto | Posted in August 2nd, 2008 | Umum
Di akhir tahun 1895, Roentgen (Wilhelm Conrad Roentgen, Jerman,
1845-1923), seorang profesor fisika dan rektor Universitas Wuerzburg di
Jerman dengan sungguh-sungguh melakukan penelitian tabung sinar katoda.
Ia membungkus tabung dengan suatu kertas hitam agar tidak terjadi
kebocoran fotoluminesensi dari dalam tabung ke luar.
Lalu ia membuat ruang penelitian menjadi gelap. Pada saat membangkitkan
sinar katoda, ia mengamati sesuatu yang di luar dugaan. Pelat
fotoluminesensi yang ada di atas meja mulai berpendar di dalam
kegelapan. Walaupun dijauhkan dari tabung, pelat tersebut tetap
berpendar. Dijauhkan sampai lebih 1 m dari tabung, pelat masih tetap
berpendar. Roentgen berpikir pasti ada jenis radiasi baru yang belum
diketahui terjadi di dalam tabung sinar katoda dan membuat pelat
fotoluminesensi berpendar. Radiasi ini disebut sinar-X yang maksudnya
adalah radiasi yang belum diketahui.
Tahun 1895 itu Roentgen sendirian melakukan penelitian sinar-X dan
meneliti sifat-sifatnya. Pada tahun itu juga Roentgen mempublikasikan
laporan penelitiannya. Berikut ini adalah sifat-sifat sinar-X:
1. Sinar-X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari oleh sinar katoda.
2. Intensitas cahaya yang dihasilkan pelat fotoluminesensi, berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara titik terjadinya sinar-X dengan
pelat fotoluminesensi. Meskipun pelat dijauhkan sekitar 2 m, cahaya
masih dapat terdeteksi.
3. Sinar-X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hampir seluruhnya terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.
4. Pelat fotografi sensitif terhadap sinar-X.
5. Ketika tangan terpapari sinar-X di atas pelat fotografi, maka akan tergambar foto tulang tersebut pada pelat fotografi.Skema peralatan ditampilkan pada Gambar 2. Foto tulang tangan yang diambil pada saat itu ditampilkan pada Gambar 3.
6. Lintasan sinar-X tidak dibelokkan oleh medan magnet (daya tembus dan
lintasan yang tidak terbelokkan oleh medan magnet merupakan sifat yang
membuat sinar-X berbeda dengan sinar katoda).
Laporan pertama Roentgen mengenai sinar-X dimuat pada halaman 132-141
laporan Asosiasi Fisika Medik Wuerzburg tahun 1895. Di awal tahun 1896
reprint laporan Roentgen dikirimkan kepada ilmuwan-ilmuwan terkenal.
Karena tidak dibelokkan oleh medan magnet, maka orang tahu bahwa sinar-X
berbeda dengan sinar katoda. Pada saat itu belum ditemukan fenomena
interferensi dan difraksi. Karena itu muncullah persaingan antara teori
partikel dengan teori gelombang untuk menjelaskan esensi/substansi
sinar-X. Teori partikel dikemukakan antara lain oleh W.H. Bragg, teori
gelombang dikemukakan antara lain oleh Stokes dan C.G. Barkla. Sejak
saat itu teori gelombang didukung oleh lebih banyak orang. Pada tahun
1912, fenomena difraksi sinar-X oleh kristal ditemukan oleh Max von Laue
dan kemudian dapat dipastikan bahwa sinar-X adalah gelombang
elektromagnetik. Tahun 1922 Compton menemukan efek Compton berdasarkan
penelitian hamburan Compton. Berdasarkan penelitian sinar-X ia dapat
memastikan bahwa gelombang elektromagnetik memiliki sifat dualisme
gelombang dan materi (partikel).
Napak Tilas 106 Tahun Perjalanan Sinar-X: 8 Nopember 1895 – 8 Nopember 2001
MUKHLIS AKHADI
Ahli Peneliti Madya di Puslitbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional
Pendahuluan
Sejarah penemuan sinar-X oleh Wilhelm Conrad
Roentgen pada 8 Nopember 1895 tidak bisa terlepas dari penelitian sinar
katoda. Sinar katoda timbul karena adanya lucutan listrik melalui gas di
dalam tabung bertekanan rendah. Untuk menimbulkan bunga api listrik
antara katoda dan anoda di udara pada tekanan 1 atmosfer (Atm)
diperlukan beda tegangan listrik yang sangat besar, kira-kira 30.000
Volt/cm.
Peristiwa-peristiwa yang terjadi di dalam sinar katoda diselidiki
oleh beberapa peneliti sekitar tahun 1870. Dengan menggunakan tabung
khusus yang disebut tabung Crookes, William Crookes (1832-1919) memasang
rintangan antara katoda dan dinding tabung yang dapat berpendar di
depan katoda itu. Meskipun dari penelitian ini diketahui sinar katoda
merambat lurus, Crookes belum berhasil mengidentifikasi apakah sinar
katoda berupa partikel atau gelombang cahaya.
Penyelidikan yang lain berhasil mengungkapkan bahwa sinar katoda
dibelokkan oleh medan magnet maupun medan listrik. Dengan bantuan
sebidang tabir yang dilapisi sulfida seng yang dapat mengeluarkan pendar
berwarna biru, akan terlihat perjalanan berkas sinar katoda yang
membelok saat didekatkan sebuah magnet batang. Pembelokan ini juga
terlihat bila sinar katoda dilewatkan di antara dua bidang kondensator
bermuatan listrik. Dari penyelidikan ini dapat disimpulkan bahwa sinar
katoda terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif. Inilah
penelitian-penelitian awal yang membekali Roentgen ke arah penemuan
sinar-X.
Wilhelm Conrad Roentgen
Roentgen dilahirkan 27 Maret 1845 di Lennep (kini bagian dari
Remscheid), di daerah sungai Ruhr yang merupakan daerah industri. Saat
berusia tiga tahun, orang tuanya pindah ke Belanda dan menetap di kota
Apeldoorn. Karena tidak memiliki latar belakang pendidikan menengah
formal, Roentgen harus menempuh jalan berliku untuk dapat menempuh
pendidikan tinggi. Ia sempat mengikuti beberapa kursus, menjadi
pendengar di Universitas Utrecht, sampai akhirnya memperoleh ijazah ilmu
mesin dari Sekolah Politeknik di Zurich, Swiss. Di Zurich inilah,
kemampuan Roentgen diakui, dan ia dapat mengelola laboratorium fisika
eksperimental yang sangat sederhana.
Roentgen mempublikasikan beberapa karya ilmiah yang dinilai baik
sehingga pada 1879 ia diusulkan untuk menduduki kursi mata kuliah fisika
di Universitas Hessian di kota Giessen oleh Helmholtz, Kirchhoff, dan
Meyer. Pada 1888, di usia 43 tahun, Roentgen diangkat sebagai guru besar
ilmu pasti dan ilmu alam di Universitas Wurzburg. Selama enam tahun
pertama di universitas ini, Roentgen telah mempublikasikan 17 karya
tulis ilmiahnya. Selanjutnya, pada 1894 Roentgen diangkat sebagai rektor
Universitas Wurzburg. Di universitas inilah Roentgen pada usianya yang
ke-50 menemukan sinar-X pada 8 Nopember 1985.
Atas permintaan pemerintah Bavaria, Roentgen akhirnya pindah ke
Institut Fisika Lommel di Universitas Ludwig-Maximilian, Munich. Ia
menjadi profesor emeritus (pensiun) pada 1920. Atas kemauannya, semua
diploma, medali, dan sebagainya yang berkaitan dengan pekerjaan
ilmiahnya diserahkan kepada Universitas Wurzburg untuk disimpan di
Institut Fisika. Di samping itu, tabung-tabung sinar katoda dan kumparan
induksi yang pernah dipergunakannya untuk penelitian diberikan kepada
Museum Jerman di Munich. W.C. Roentgen meninggal dunia pada 10 Pebruari
1923 dalam usia 78 tahun.
Penemuan Sinar-X
Minat yang besar untuk mendalami penelitian sinar
katoda mendorong Roentgen mempersiapkan fasilitas untuk penelitian
tersebut. Dalam suatu laboratorium yang luas, Roentgen memasang sebuah
kumparan Ruhmkorff yang dilengkapi interuptor sehingga dapat
membangkitkan bunga api listrik sepanjang 10-15 cm. Roentgen juga
melengkapi peralatannya dengan tabung Hittorf-Crookes (tabung
pelucutan), beberapa tabung Lenard, dan sebuah tabung yang baru diterima
dari Muller-Unkel. Peralatan lain berupa pompa vakum Rap untuk
menghampakan tabung-tabung tersebut.
Sinar-X diamati pertama kali oleh Roentgen pada 8 Nopember 1895, pada
saat ia sedang bekerja dengan tabung Crookes di laboratoriumnya di
Universitas Wurzburg. Dia mengamati nyala hijau pada tabung yang
sebelumnya menarik perhatian Crookes. Roentgen selanjutnya mencoba
menutup tabung itu dengan kertas hitam agar tidak ada cahaya tampak yang
dapat lewat. Namun, ternyata masih sinar tidak tampak yang lewat.
Saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar
katoda, ia mendapatkan ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang
terbuat dari barium platinosianida. Jika sumber listrik dipadamkan maka
cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sejenis sinar
yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena
sebelumnya tidak pernah dikenal maka sinar ini diberi nama sinar-X.
Untuk menghargai jasanya, sinar itu dinamakan juga sinar Roentgen.
Nyala hijau yang terlihat oleh Crookes dan Roentgen ternyata
merupakan gelombang cahaya yang dipancarkan oleh dinding kaca tabung
sewaktu elektron menabrak dinding itu. Pada saat yang bersamaan,
elektron itu merangsang atom pada kaca untuk mengeluarkan gelombang
elektromagnetik yang panjang gelombangnya sangat pendek, dalam bentuk
sinar-X. Sejak saat itu, para ahli fisika mengetahui bahwa sinar-X dapat
dihasilkan bila elektron dengan kecepatan yang sangat tinggi menabrak
atom.
Tergiur oleh penemuannya yang tidak sengaja itu, Roentgen menyisihkan
penyelidikan-penyelidikan lain dan memusatkan perhatiannya pada
penyelidikan sinar-X. Dalam mempelajari sinar yang baru ditemukannya
itu, Roentgen mendapatkan bahwa jika bahan yang tidak tembus oleh cahaya
ditempatkan di antara tabung dan layar pendar, maka intensitas
perpendaran pada layar itu berkurang, namun tidak hilang sama sekali.
Hal ini menunjukkan bahwa sinar itu dapat menerobos bahan yang tidak
tembus oleh cahaya biasa (cahaya tampak). Di samping itu, Roentgen juga
bisa melihat bayangan tulang tangannya pada layar yang berpendar dengan
cara menempatkan tangannya di antara tabung sinar katoda dan layar. Ia
juga menemukan sinar-X dapat memendarkan berbagai senyawa kimia lain
seperti senyawa calsium, kaca uranium, kalsit, serta batu garam. Hal
lain yang dibuktikannya adalah sinar-X bukan partikel bermuatan karena
berjalan melintasi garis lurus, tidak dibelokkan oleh medan listrik
maupun medan magnet.
Percobaan lainnya yang dilakukan oleh Roentgen adalah dengan meminta
istrinya sendiri menjadi objek percobaan. Dengan memasang film fotografi
di dalam kaset dan menempatkan tangan istrinya di antara kaset dan
tabung sinar katoda, pada film akhirnya tercetak ruas-ruas tulang
telapak tangan Ny. Roentgen yang memakai cincin. Setelah berbagai
percobaan dilakukannya, pada 28 Oktober 1895, ia menyampaikan karya
tulis ilmiahnya yang pertama tentang penemuan sinar-X itu pada
perkumpulan fisika kedokteran di Wurzburg.
Karya tulis ilmiah yang kedua tentang penemuan sinar-X diserahkan
kepada Komisi Redaksi Perkumpulan Fisika Kedokteran pada 9 Maret 1896.
Sebelumnya, pada 3 Maret 1896, Universitas Wurzburg mengangkatnya
menjadi doktor kehormatan dalam ilmu kedokteran, meskipun pada waktu itu
belum banyak orang yang menaruh harapan terhadap aplikasi praktis
sinar-X dalam bidang kedokteran. Pada Nopember 1896, Roentgen
mempresentasikan hasil penemuannya itu di depan perkumpulan fisika
kedokteran Universitas Wurzburg.
Tanggapan terhadap penemuan sinar-X datang dari berbagai penjuru
dunia. Dalam peringatan hari ulang tahun Univeristas Berlin yang ke-50
dipamerkan hasil penemuan Roentgen. Berbagai penghargaan internasional
juga diterima oleh Roentgen, seperti Rumford Medal dari Royal Society di
London pada 1896, medali dari Franklin Institute di Philadelphia dan
medali dari kerajaan Italia. Penghargaan juga datang dari Kaisar Wilhelm
II yang pada saat itu memerintah Jerman. Undangan untuk memamerkan
hasil penemuannya itu datang pada 13 Januari 1896. Pada kesempatan itu,
Roentgen dianugerahi Bintang Orde Mahkota Prusia Kelas II. Pengakuan
internasional ditandai dengan dianugerahkannya hadiah Nobel bidang
fisika pada 1901 (enam tahun setelah penemuan) kepada W.C. Roentgen. Ini
merupakan hadiah Nobel yang pertama kali diberikan dalam bidang fisika.
Pesawat Sinar-X
Pesawat sinar-X adalah pesawat yang dipakai untuk memproduksi
sinar-X. Pesawat ini terdiri atas tabung sinar-X dan variasi rangkaian
elektronik yang saling terpisah. Sinar-X dibangkitkan dengan jalan
menembaki target logam dengan elektron cepat dalam suatu tabung vakum.
Elektron sebagai proyektil dihasilkan dari pemanasan filamen yang juga
berfungsi sebagai katoda. Filamen ini dipasang pada bidang cekung untuk
memfokuskan elektron menuju daerah sempit pada target (anoda).
Pada saat arus listrik dari sumber tegangan tinggi dihidupkan,
filamen katoda akan mengalami pemanasan sehingga kelihatan berwarna
putih. Dalam kondisi ini, katoda akan memancarkan elektron (sinar
katoda). Elektron selanjutnya ditarik dan dipercepat gerakannya hingga
mencapai ribuan km/s melalui ruang hampa menggunakan tegangan listrik
berorde 102 – 106 Volt. Elektron yang bergerak sangat cepat itu akhirnya
ditumbukkan ke target logam bernomor atom tinggi dan bersuhu leleh juga
tinggi. Ketika elektron berenergi tinggi itu menabrak target logam,
maka sinar-X akan terpancar dari permukaan logam tersebut.
Roentgen telah merencanakan untuk melanjutkan penelitiannya mengenai
sinar-X dengan tegangan tabung yang lebih tinggi. Banyak kendala
dihadapi Roentgen, misalnya tabung sinar-X bocor setelah tegangannya
mencapai nilai tertentu. Penyempurnaan tabung sinar-X mula-mula muncul
dengan diperkenalkannya katoda jenis filamen yang dapat memfokuskan
berkas elektron menuju target logam berat. Tabung jenis ini dapat
membangkitkan sinar-X dengan gelombang lebih pendek atau energi yang
lebih tinggi. Namun, operasi tabung jenis baru itu tidak menentu karena
sinar-X yang dibangkitkannya sangat bergantung pada tekanan gas di dalam
tabung.
Penyempurnaan berikutnya dilakukan pada 1913 oleh fisikawan Amerika
William David Coolidge (1873-1975). Tabung Coolidge sangat vakum dan di
dalamnya terdapat filamen yang dibuat dari kawat pijar dan target.
Tabung Coolidge pada prinsipnya merupakan tabung vakum termionik dengan
katodanya memancarkan elektron secara langsung karena mengalami
pemanasan oleh aliran listrik yang teratur. Elektron yang dipancarkan
dari filamen panas dipercepat menuju ke arah anoda dengan menggunakan
tegangan tinggi yang dipasang di sepanjang tabung. Karena elektron
menabrak anoda dengan kuatnya, maka dari anoda itu terpancar sinar-X.
Jika tegangan anoda dinaikkan, semakin tinggi pula kecepatan gerak
elektron menuju anoda, sehingga energi sinar-X yang dipancarkannya juga
semakin tinggi.
Meskipun efisiensi diusahakan setinggi mungkin, pada umumnya kurang
dari 1% energi elektron yang dapat diubah menjadi sinar-X, sedang
sisanya muncul sebagai panas. Oleh karena itu, target harus dibuat dari
bahan yang memiliki titik leleh sangat tinggi dan harus mampu
mengalirkan panas yang timbul. Bagian anoda pesawat sinar-X biasanya
memiliki radiator bersirip di bagian luar tabung untuk membantu proses
pendinginan target. Pesawat sinar-X yang dioperasikan pada tegangan
sangat tinggi, anodanya memiliki lubang pendinginan untuk mengalirkan
minyak atau air ke dalamnya.
Sebagian besar tabung sinar-X yang beroperasi dewasa ini menggunakan
model tabung Coolidge yang dimodifikasi. Tabung yang lebih besar dan
lebih kuat memiliki sistem pendingin air pada anti katodanya untuk
mencegah pelelehan akibat panas yang timbul dari penembakan elektron.
Bersamaan dengan berkembangnya pengoperasian pesawat sinar-X, tumbuh
pula industri pesawat pembangkit sinar-X beserta peralatan,
perlengkapan, dan suku cadangnya.
Untuk mendapatkan sinar-X dengan energi yang sangat tinggi, para
ilmuwan telah membangun mesin pembangkit sinar-X yang sangat kuat. Salah
satu di antaranya adalah mesin pembangkit yang diberi nama betatron.
Sebagian besar betatron dapat menghasilkan elektron berenergi kira-kira
20 MeV sehingga dapat dipancarkan sinar-X berenergi sangat tinggi,.
Mesin pembangkit sinar-X energi tinggi yang lainnya adalah jenis
akselerator linier (LINAC). Alat ini dapat dipakai untuk mempercepat
partikel hingga berenergi di atas 1 BeV.
Aplikasi Sinar-X dalam Medis
Dalam dunia medis sinar-X terutama dimanfaatkan
untuk diagnosis. Dengan penemuan sinar-X ini, informasi mengenai tubuh
manusia menjadi mudah diperoleh tanpa perlu melakukan pembedahan. Gambar
terbentuk karena adanya perbedaan intensitas sinar-X yang mengenai
permukaan film setelah terjadinya penyerapan sebagian sinar-X oleh
bagian tubuh manusia. Daya serap tubuh terhadap sinar-X sangat
bergantung pada kandungan unsur-unsur yang ada di dalam organ.
Perkembangan dalam bidang teknologi, terutama setelah ditemukannya
beberapa jenis pemantau radiasi dan metode proses pembentukan bayangan
gambar dengan komputer, memungkinkan proses pembentukan bayangan gambar
pada film diubah dengan cara merekonstruksi bayangan gambar dengan
komputer. Dengan teknik ini, bayangan gambar dapat diperoleh dengan
segera. Kemampuan untuk membedakan antara jaringan yang satu dengan
lainnya juga mengalami peningkatan. CT-scan, misalnya, mampu membedakan
antara dua jaringan yang sangat mirip dalam otak manusia, yaitu antara
substansia grisea dengan substansia alba.
Untuk meningkatkan kualitas gambar dalam radiodiagnostik, seringkali
digunakan media kontras dengan cara memasukkan substansi yang bisa
menyerap sinar-X lebih banyak ke dalam tubuh yang sedang didiagnosis.
Bahan yang sering dimanfaatkan sebagai media kontras adalah Barium (Ba)
dan Iodium (I).
Penutup
Penemuan sinar-X oleh fisikawan Jerman W.C. Roentgen
106 tahun silam ternyata mampu mengantarkan perubahan mendasar dalam
bidang kedokteran. Sinar-X dapat dimanfaatkan untuk diagnosis maupun
terapi. Termasuk dalam radiodiagnosis ini adalah pemeriksaan dengan
computed tomography scanner (CT-scan), fluoroskopi, foto toraks sinar-X
konvensional, dan radiografi anak.
Selain untuk keperluan radiodiagnosis, radiasi pengion jenis foton
(sinar-g dan sinar-X) dalam perkembangan berikutnya juga dimanfaatkan
untuk terapi. Kedua jenis radiasi tersebut mempunyai daya tembus yang
tinggi terhadap organ tubuh. Perkembangan teknologi akselerator
memungkinkan aplikasi sinar-X untuk radioterapi kanker dengan hasil yang
cukup memuaskan.
Dalam perjalanan selama 106 tahun, sinar-X masih tetap mempunyai
peran besar dalam dunia kesehatan, dan perannya pun masih akan terus
meningkat di masa mendatang seiring dengan meningkatnya pengetahuan dan
penguasaan teknologi oleh umat manusia. Kitapun harus berterimakasih
kepada W.C. Roentgen atas jasanya yang sangat besar ini.
Daftar Pustaka
1. Merrick, H., Sinar-X, Ilmu Pengetahuan Populer, Vol. 10, Grolier International Inc./P.T. Widyadara (1997) hal. 144-151.
2. Livingstone, M.S., Penghancur Atom, Ilmu Pengetahuan Populer, Vol.
10, Grolier International Inc./P.T. Widyadara (1997) hal. 158-167.
3. Young, H.D. and Freedman , R.A., University Physics (9th edition), Addison-Wesley Publishing Company, New York (1998).
4. Hart, M.H., Seratus Tokoh yang Paling Berpengaruh dalam Sejarah
(Cetakan ke-15, terjemahan oleh Mahbub Djunaedi), Pustaka Jaya, Jakarta
(1995).
5. Aminjoyo, S., Peningkatan Kesejahteraan Masyarakat dan Kinerja
Industri Melalui Pendayagunaan Akselerator, Prosiding Pertemuan dan
Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta (14-15 Juli 1999), hal. xiv –
xxv.
6. Taylor, J.R. and Zafiratos, C.D., Modern Physics For Scientist and
Engineers, Prentice Hall, Engelwood Cliffs, New Yersey 07632 (1991).
7. Groth, S., Lasting Benefits, Nuclear Application in Health Care, IAEA
Bulletin, Vol. 42 (1), Vienna, Austria (March 2000), pp. 33-40.
8. Gautreau, R. and SAVIN, W., Fisika Modern (terjemahan oleh Hans J. Wopspakirk), Penerbit Erlangga, Jakarta 10430 (1995).
9. Halliday, D. and Resnic, R., Fisika Modern (alih bahasa oleh P. Silaban), Penerbit Erlangga, Jakarta 10430 (1990).
10. Hoddeson, L., Teori Kuantum, Ilmu Pengetahuan Populer, Vol. 5,
Grolier International Inc./P.T. Widyadara (1997) hal. 137-148.
11. Krane, K. S., Fisika Modern (Cetakan I, terjemahan oleh Hans J.
Wopspakirk & Sofia Niksolihin), Penerbit Universitas Indonesia,
Salemba 4, Jakarta 10430 (1992).
12. Stokley, J., Radiasi Elektromagnetik, Ilmu Pengetahuan Populer, Vol.
5, Grolier International Inc./P.T. Widyadara (1997) hal. 54-61.