Aplikasi sinar X banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari untuk kesehatan, industri, keamanan dan pengawasan serta kebutuhan lainnya. Sinar-X sendiri masuk ke dalam jenis gelombang elektromagnetik yang tidak kasat mata sehingga tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata.
Penemu Sinar-X
Sinar X ditemukan pada tahun 1985 oleh seorang ilmuwan bernama Roentgen. Meskipun telah ditemukan pada tahun 1985, sifat sinar tak kasat mata ini tidak dapat segera diketahui, sehingga dinamakan sinar-X (X adalah penanda sesuatu yang keberadaannya belum dapat ditentukan).
Pengertian Sinar X
Sinar-X adalah jenis gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang pendek dan frekuensi besar. Dengan panjang gelombang yang pendek, sinar-X mampu menembus objek di depannya dan sering digunakan dalam aplikasi kesehatan seperti sinar-X.
Sinar-X juga memiliki kemampuan untuk mengionisasi atom-atom dari materi yang dilaluinya. Panjang gelombang sinar-X adalah 0,001 nm hingga 10 nm dengan frekuensi dalam kisaran 30 petaHz hingga 30 exaHz. Kisaran energi yang dimiliki sinar-X sangat besar, yaitu 120 eV hingga 120 keV.
Proses X-Ray
Proses terjadinya sinar-X diawali dengan elektron yang memiliki energi kinetik tinggi dan ditembakkan menuju target anoda. Berdasarkan kondisi anoda target, sumber sinar-X dibedakan menjadi dua jenis, yaitu sinar-X anoda diam dan sinar-X anoda berputar.
- Sinar-X dengan Anoda Tetap (Fixed Anode X-Ray)
Gambaran skema sumber sinar-X anoda stasioner di atas:
- Anoda (A), filamen (F) dan katoda (K) adalah sumber elektron, kemudian ada juga sumber tegangan tinggi untuk katoda dan juga anoda (Tegangan Tinggi) dan tegangan rendah (V) disediakan untuk filamen.
- Filamen (F) kemudian ditenagai oleh sumber tegangan rendah yang memancarkan elektron secara termal (panas). Elektron kemudian akan dipercepat oleh tegangan tinggi (HV) yang muncul antara anoda dan katoda yang membuat energi kinetik elektron menjadi sangat besar.
Ketika elektron mengenai anoda, mereka melepaskan energi kinetik. Selanjutnya, sebagian besar energi kinetik yang dilepaskan akan berubah menjadi energi panas. Sedangkan sebagian kecil berubah menjadi gelombang elektromagnetik yang dikenal dengan sinar-X.
Sinar-X yang dihasilkan sendiri terdiri dari dua macam, yaitu sinar-X polikromatik dan sinar-X monokromatik dengan penjelasan sebagai berikut:
Sinar-X polikromatik adalah sinar-X yang berasal dari aktivitas pengereman elektron ketika mengenai anoda. Pada saat laju sinar-X direm, akan dilepaskan sebagian energi kinetik yang disebut sinar-X Bremstrahlung (pengereman).
Sinar-X monokromatik adalah sinar-X yang berasal dari transisi eksitasi elektron di katoda.
- X Ray dengan Rotating Anode
Komponen utama alat sinar-X dengan anoda putar sebenarnya sama dengan komponen utama alat sinar-X dengan anoda tetap.
Perbedaan utamanya adalah pada perangkat sinar-X dengan anoda berputar, anoda diputar oleh motor listrik berkecepatan sangat tinggi. Dengan anoda diputar sangat cepat, elektron akan menabrak anoda di tempat yang berbeda.
Keuntungan menggunakan sinar-X dengan anoda berputar adalah dapat mengurangi panas yang dihasilkan pada anoda sehingga daya yang dihasilkan sinar-X lebih besar. Misalnya, sumber sinar-X anoda berputar dapat menghasilkan daya maksimum 18 kW sedangkan anoda tetap hanya 2 kW.
Kategori Penggunaan Sinar X dalam Kehidupan
Sinar-X memiliki sifat menembus benda dan juga merusak sel-sel pada benda tersebut bila digunakan pada dosis tertentu. Oleh karena itu, secara umum terdapat dua kategori pemanfaatan sinar-X dalam kehidupan.
- Untuk Memindai Lapisan Terdalam
Salah satu kategori kegunaan utama sinar-X adalah untuk melihat lapisan terdalam dari benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Sinar-X dapat melihat bagian terdalam dari suatu benda lunak karena sifat panjang gelombang sinar-X yang sangat pendek.
Panjang gelombang sinar-X hanya berkisar antara 0,001 nm hingga 10 nm sehingga dapat menembus benda lunak seperti kulit dan daging. Namun, sinar-X tidak cukup kuat untuk menembus benda keras seperti logam, gigi, dan tulang.
Dengan kemampuan sinar-X untuk memindai bagian dalam objek, banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti kesehatan untuk mengidentifikasi tulang yang retak dan sebagainya.
- Efek Merusak Struktur Sel
Pemanfaatan sinar X juga memiliki efek biologis tersendiri dalam merusak struktur sel. Sinar X dengan dosis tertentu dapat menyebabkan kerusakan struktur sel, menyebabkan mutasi dan juga membunuh sel pada dosis tinggi.
Kemampuan sinar-X untuk merusak struktur sel, meskipun sekilas terlihat menakutkan, banyak digunakan untuk mensterilkan peralatan medis dan juga membunuh sel tumor dan kanker. Penggunaan sinar X harus dalam pengawasan yang ketat agar tidak membahayakan kesehatan manusia.
Manfaat Sinar X
- Manfaat Sinar X di Bidang Kesehatan
Manfaat sinar-X dalam bidang kesehatan dapat dibagi berdasarkan kemampuannya untuk melihat lapisan dalam dan menghancurkan sel-sel perusak dalam tubuh. Berikut daftar manfaat sinar-X:
- Melihat kondisi pada tubuh seperti tulang apakah terjadi patah tulang atau pergeseran tanpa operasi
- Temukan posisi benda yang tidak sengaja tertelan
- Menyelidiki penyebab penyakit pada pasien
- Memantau penyakit seperti kanker tulang, kerusakan gigi, penyumbatan pembuluh darah
- Memantau efek pengobatan medis
- Membunuh sel kanker dan sel tumor yang ada
- Mensterilkan peralatan medis
- Manfaat Sinar X di Bidang Industri
Penggunaan sinar-X dalam bidang industri sangat banyak, terutama dalam aplikasi pengecekan kerusakan bahan. Berikut ini adalah manfaat sinar-X di bidang industri:
- Menghilangkan bakteri berbahaya dalam produk makanan kaleng
- Pantau kualitas produk industri tanpa merusak produk
- Mendeteksi retak mikroskopis atau kerusakan pada komponen mesin industri tanpa merusak komponen mesin. Teknik pemeriksaan ini disebut Non Destructive Technique (NDT)
- Manfaat Lainnya
Manfaat lain yang ditawarkan oleh sinar-X adalah keamanan di bandara dan tempat umum besar lainnya. Sinar-X digunakan untuk mendeteksi keberadaan benda yang disimpan dalam peti atau kotak tertutup tanpa harus membongkar tempat penyimpanan barang tersebut.
Sinar-X lebih dikenal dengan sinar-X, terutama untuk aplikasinya di bidang kesehatan. Penggunaan sinar X dengan dosis tinggi dapat menyebabkan kerusakan struktur sel atau mutasi pada sel tertentu. Oleh karena itu penerapannya di bidang kesehatan memerlukan pengawasan yang ketat.
mejakelas.com
