MAKALAH INTERAKSI SINAR-X DENGAN MATERI

MAKALAH

INTERAKSI SINAR-X DENGAN MATERI

Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika

Radiodiagnostik

Dosen Pengampu : Sri Mulyati, S.Si., MT

Disusun oleh :

KELOMPOK 4, REGULER 2B

Alit Nur Cahyani (P17430113051) Aziza Ayu Lestari (P17430113054) Dwi Yulian Purwandani (P17430113057) Hanik Neily Rizqiyah (P17430113060) Indah Nur Azizah (P17430113064) Lailatul Badriyah (P17430113069) Muhammad Sofyan Mubarok (P17430113073) Nur Wahid Abdurrohman (P17430113077) Sani Nafi’a (P17430113082) Zulfa Sofiana (P17430113087)

PRODI D III TEKNIK RADIODIAGNOSTIK DAN RADIOTERAPI POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTRIAN KESEHATAN SEMARANG

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

makalah Fisika Radiodiagnostik mengenai “Intensitas Sinar-X dengan Materi” sesuai

dengan waktu yang telah ditentukan.

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika

Radiodiagnostik Semester IV, Jurusan Teknik Radiodiagnostik dan Radioterapi

Politeknik Kesehatan Semarang.

Selama penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan,

bantuan serta motivasi dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini

penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1.

Bapak Sugiyanto, S.Pd., M.App.Sc., selaku Direktur Politeknik Kesehatan

Kementrian Kesehatan Semarang.

2.

Ibu Rini Indrati, S.Si.,M.Kes., selaku Ketua Jurusan Teknik Radiodiagnostik

dan Radioterapi Politeknik Kesehatan Kementrian Kesehatan Semarang.

3.

Bapak Ardi Soesilo Wibowo, ST. MSi selaku Ketua Program Studi DIII

Teknik Radiodiagnostik dan Radioterapi Semarang.

4.

Ibu Sri Mulyati, S.Si., MT selaku dosen pembimbing mata kuliah Fisika

Radiodiagnostik Teknik Radiodiagnostik dan Radioterapi Semarang.

5.

Seluruh keluarga kami, khususnya kedua orangtua yang selalu meberikan

semangat dan dukungan baik moril maupun materil.

6.

Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu dalam pembuatan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan dalam

penyusunan makalah ini, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

Akhir kata penulis berharap semoga makalah ini dapat memberikan manfaat

pada khususnya bagi penulis dan pembaca pada umumnya.

Semarang, Maret 2015

DAFTAR ISI

Halaman judul ...

i

Kata pengantar ...

ii

Daftar isi ...

iv

Bab I Pendahuluan ...

1

A.

Latar belakang ...

1

B.

Rumusan masalah ...

2

C.

Tujuan penulisan ...

2

Bab II Tinjauan Pustaka ...

3

A.

Proses Interaksi Sinar-X dengan Materi ...

3

B.

Jenis Interaksi Sinar-X dengan Materi ...

4

1.

Hamburan Elastis ...

4

2.

Efek fotolistrik ...

5

3.

Efek Compton ...

8

4.

Produksi Pasangan ...

12

Bab III Penutup ...

15

A.

Kesimpulan ...

15

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sinar-X yang dihasilakan dari sistem pembangkit sinar-X merupakan pancaran foton interaksi elektron dengan inti atom di anoda. Pancaran foton tiap satuan luas disebut penyinaran atau exposure. Foton yang dihasilkan dari sistem pembangkit sinar-X dipancarkan ketika elektron menumbuk anoda. Beda tegangan antara katoda dan anoda menetukan besar energi sinar-X, juga mempengaruhi pancaran sinar-X. Sinar-X merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang pendek. Hal ini dipertegas dengan penelitian Friedsish dan Knipýing pada tahun 1912, yang mengemukakan bahwa panjang gelombang sinar-X sama dengan sinar ultraviolet yaitu gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang pendek (Van Der Plassts, 1972).

Pancaran sinar-X dapat diperoleh dengan menembak target bermuatan positif (anoda, yang biasanya terbuat dari tungsten) dengan aliran elektron berkecepatan tinggi pada tabung sinar-X. Bila elektron bergabung dengan atom target, foton sinar-X dengan berbagai energi yang disebut radiasi primer akan keluar target.

Walaupun foton pada pancaran sinar-X tidak memiliki energi yang sama, kita dapat menganggap bahwa foton paling berenergi pada pancaran memiliki energi lebih kecil daripada elektron yang menembak target. Energi elektron dalam tabung sinar-X disebut voltage tabung.

Interaksi dengan materi terjadi bila sinar-X ditembakkan pada suatu bahan. Sinar-X yang ditembakkan mempunyai energi yang lebih tinggi sehingga mampu mengeksitasi elektron-elektron dalam atom sasarannya. Ketika radiasi menumbuk bahan, ada bagian yang diteruskan, diserap, dan dihamburkan. Radiasi yang diteruskan dalam radiografi disebut sebagai radiasi primer, merupakan bagian radiasi yang berguna dalam pembentukan bayangan

radiografi. Intensitas radiasi yang diteruskan dipengaruhi oleh tebal dan rapat jenis bahan serta energi radiasi.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka rumusan masalah penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana proses terjadinya interaksi sinar-X dengan materi ? 2. Apa saja jenis-jenis interaksi sinar-X dengan materi?

C. Tujuan Penulisan

1. Untuk mengetahui bagaimana proses terjadinya interaksi sinar-X dengan materi

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Proses Interaksi Sinar-X Dengan Materi

Ketika radiasi menumbuk bahan, ada bagian yang diteruskan, diserap, dan dihamburkan. Radiasi yang diteruskan dalam radiografi disebut sebagai radiasi primer, merupakan bagian radiasi yang berguna dalam pembentukan bayangan radiografi. Intensitas radiasi yang diteruskan dipengaruhi oleh tebal dan rapat jenis bahan serta energi radiasi.

Pada saat foton mengenai suatu materi maka akan terjadi interaksi yang mengakibatkan penyerapan atau penghamburan foton. Proses penyerapan dan penghamburan akan berpengaruh pada pelemahan atau attenuasi dari foton tersebut yang disebabkan oleh kerapatan, ketebalan dan nomor atom bahan yang dilalui. Apabila radiasi elektromagnetik masuk ke dalam bahan , maka sebagian dari radiasi tersebut akan terserap oleh bahan. Sebagai akibatnya, intensitas radiasi setelah memasuki bahan penyerap lebih kecil dibandingkan intensitas semula

Proses pelemahan radiasi elektromagnetik sinar-X dalam suatu bahan , maka akan terjadi pengurangan intensitas memenuhi persamaan :

I = Io e

-xµ

Dimana intensitas radiasi elektromagnetik setelah melalui bahan (I), intensitas radiasi elektromagnetik sebelum melalui bahan (Io), koefisien serapan bahan bahan (µ) dan ketebalan bahan (x).

Interaksi sinar-X dengan materi akan terjadi bila sinar-X yang dipancarkan dari tabung dikenakan pada suatu objek. Sinar-X yang terpancar merupakan panjang gelombang elektromagnetik dengan energi yang cukup besar. Gelombang elektromagnetik ini dinamakan foton. Foton ini tidak bermuatan listrik dan merambat menurut garis lurus. Bila sinar-X mengenai suatu objek, akan terjadi interaksi antara foton dengan atom-atom dengan objek tersebut. Interaksi ini menyebabkan foton akan kehilangan energi yang dimiliki oleh foton. Besarnya energi yang diserap tiap satuan massa dinyatakan sebagai

satuan dosis serap, disingkat Gray. Dalam jaringan tubuh manusia, dosis serap dapat diartikan sebagai adanya 1 joule energi radiasi yang diserap 1 kg jaringan tubuh (BATAN).

1 gray =1 joule / kg

Sinar-X merupakan radiasi electromagnet yang membawa energi dalam bentuk paket-paket yang disebut foton. Sinar-X memiliki panjang gelombang yang sanagt pendek, sekitar 10-8 – 10-9 m. semakin tinggi energinya maka semakin pendek panjang gelombangnya. Sinar-X dengan energi rendah cenderung berinteraksi dengan elektron dan energi tinggi cenderung berinteraksi dengan inti atom.

B. Jenis Interaksi Sinar-X dengan Materi

Interaksi radiasi dengan materi tergantung pada energi radiasi, Jika berkas sinar-X melalui bahan akan terjadi proses utama yakni:

1. Hamburan Elastis

Hamburan elastis energi foton rendah, elektron menyerap energi dan mengakibatkan bervibrasi yang frekuensinya sama dengan frekuensi sinar-X datang. Kondisi demikian menyebabkan atom dalam keadaan terkesitasi, dan secepatnya elektron memancarkan energi ke segala arah dengan frekuensi sama dengan frekuensi foton datang. Dalam proses hamburan ini terjadi atenuasi tanpa absorpsi.

Dalam hamburan koheren foton berinteraksi dengan orbital elektron terikat (yaitu aksi gabugan dari keseluruhan atom). Hamburan Rayleglh tidak berperan dalam koefisien perpindahan elektron namun hanya berdampak pada koefisien atenuasi.

Scattering koheren (efek Rayleigh) adalah suatu proses dimana gelombang elektromagnetik (sinar foton) yang bekerja pada atom tersebar tanpa kehilangan energi. Atau hamburan Rayleigh adalah proses fisika klasik dimana sinar γ dihamburkan secara keseluruhan oleh atom. Semua atom didalam elektron berkontribusi dengan cara koheren. Energi γ tetap sama sebelum dan sesudah hamburan.

Elektron yang bervibrasi tetap terikat oleh inti dalam atom. Kemungkinan hamburan elastis meningkat pada elektron dengan energi ikat tinggi, yang berarti elektron atom dengan nomor atom tinggi, serta energi foton dengan energi relative rendah.

Koefisien atenuasi massa ε/ρ meningkat dengan kenaikan nomor atom medium (~ Z2_{), dan menurun dengan kenaikan energi foton datang (ε/ρ}

~ 1/ hf). Interaksi hamburan elastis terjadi pada semua energi sinar-X, namun kemungkinannya tidak lebih dari 10% dari seluruh proses interaksi dalam radiologi.

2. Efek fotolistrik

Dalam proses fotolistrik energi foton diserap oleh atom yaitu elektron, sehingga elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang keluar dari atom disebut foto elektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada energi radiasi rendah (E < 1 MeV ) dan nomor atom besar.

Proses Terjadinya Efek Fotolistrik

Bila foton mengenai elektron dalam suatu orbit dalam atom, sebagian energi foton (Q) digunakan untuk mengeluarkan elektron dari atom dan sisanya dibawa oleh elektron sebagai energi kinetiknya. Seluruh energi foton dipakai dalam proses tersebut:

E = hf = Q +Ek

Dimana :

Q = energi ikat elektron, Ek = energi kinetik

E = energi (joule) F = frekwensi (hertz)

h = konstanta plank (6,627 x 10-34 J.s)

Pada efek fotolistrik, foton bertumbukan dengan elektron yang terikat pada atom atau permukaan logam. Seluruh energi akan diserap oleh elektron tersebut sehingga elektron akan terlepas menjadi elektron bebeas yang disebut foto elekton.

Energy kinetic dari foto elektron dapat dihitung sebagai berikut:

Ee = hv-Eb

Dalam hal ini, Ee adalah energi kinetik foto elektron, hv

(h=konstanta planck, v = frekuensi foton ) adalah energi foton (sinar-x dan sinar  sedangkan Eb adalah energi ikat elektron tersebut mula-mula yang

sering disebut sebagai fungsi kerja dari bahan, secara skematis, efek fotolistrik dapat dilihat pada gambar :

Skema Efek Fotolistrik

Jika energi elektron yang masih cukup besar, maka elektron tersebut dapat menumbuk elektron sehingga melepaskan elekron yang ditumbuk itu dari ikatannya dan terbentuklah elektron bebas sekunder. Pelepasan elektron primer berdasarkan efek fotolistrik maupun elektron sekunder akan menghasilkan kelowongan pada tingkat energi yang ditinggalkan elektron tersebut. Kelowongan ini akan diisi oleh elekton pada tingkat energi diatasnya (yang terikat lebih lemah) dan menghasilkan radiasi sinar-x yang bersifat karakterikstik (diskrit) yang disebut radiasi flourosensi.

Skema Efek Auger

Jika efek fotolistrik terjadi pada kulit K, maka energi sinar-x yang ditimbulkan akan cukup besar untuk menghasilkan efek semacam efek fotolistrik pada kulit diatasnya yaitu sinar-x akan menumbuk elektron pada kulit yang lebih luar dan melepas elektron tersebut dari ikatannya. Peristiwa ini disebut efek auger.

Faktor-faktor yang mempengaruhi efek fotolistrik : a. Nomor atom / ketebalan bahan yang dikenai

Jika nomor atom/ketebalan bahan yang dikenainya semakin tinggi sementara faktor lainnya tetap, maka kemampuan kejadian penyerapan fotolistrik akan bertambah.

b. Enersi foton sinar-X yang mengenai bahan

Jika enersi foton sinar-X yang mengenai bahan semakin tinggi sementara faktor lainnya tetap, maka kemampuan menembus akan semakin besar, sehingga kemungkinan kejadian penyerapan foton listrik akan berkurang.

Efek fotolistik dominan dalam diagnostik terutama untuk energi foton rendah. Efek ini merupakan interaksi anatara foton dengan elektron terikat, dan berkontribusi besar dalam pencitraan diagnostik. Energi elektron daatang seluruhnya diserap oleh elektron, yang kemudian keluar dari orbit. Sebagian energi digunakan untuk membebaskan elektron dari tenaga ikat inti, dan sisanya untuk tenaga kinetic elektron. Meskipun efek fotolistrik dapat terjadi antara foton dengan elektron pada sembarang kulit atom, namun kemungkinan tinggi terjadi dengan elektron yang paling kuat terikat

hf = W + ½mev2

Koefisien absorpsi massa fotolistik menurun cepat dengan kenaikan energi [τ/ρ ~ (1/hf)3_{], dan meningkat dengan kenaikan nomor atom medium}

[τ/ρ ~ Z3_]. 3. Efek Compton

Penghamburan compton merupakan suatu tumbukan lenting sempurna antara sebuah foton dan sebuah elektron bebas. Dimana foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas (tenaga ikat elektron lebih kecil dari energi foton datang), seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

Penghamburan Compton : suatu tumbukan lenting sempurna antara sebuah foton dan sebuah elektron (Beiser, 2003)

Dalam suatu tumbukan antara sebuah foton dan elektron bebas maka tidak mungkin semua energi foton dapat dipindahkan ke elektron jika momentum dan energi dibuat kekal. Hal ini dapat diperlihatkan dengan berasumsi bahwa reaksi semakin dimungkinkan. Jika hal itu memang benar, maka menurut hukum kekekalan semua energi foton diberikan kepada elektron dan didapatkan:

E = mc

2

Menurut hukum kekekalan momentum, semua momentum foton (p) harus dipindahkan ke elektron, jika foton tersebut menghilang:

Prinsip terjadinya Efek Compton

Pada efek Compton, foton berinteraksi dengan elektron terluar dari atom. Energi foton diserap sebagian untuk melepaskan dan menggerakan elektron, sehingga energy foton menjadi lebih rendah dan berubah lintasannya seperti ditunjukkan pada gambar 10. Foton yang mengalami perubahan lintasan disebut radiasi hambur. Radiasi hambur akan bergerak terus dan mengalami beberapa efek Compton sebelum akhirnya diserap menjadi efek fotolistrik. Efek Compton terjadi pada rentang energy antara 0,1-3 MeV.

Hamburan Compton terjadi antara foton-X dan sebuah elektron

bebas atau yang terikat lemah. Elektron-elektron yang dapat dikategorikan sebagai elektron yang terikat lemah adalah elektron yang berada pada kulit terluar suatu atom. Apabila foton-X menumbuk elektron jenis ini maka berdasarkan hokum kekekalan momentum tidak mungkin elektron akan dapat menyerap seluruh tenaga foton-X seperti yang terjadi dalam efek fotolistrik. Foton-X hanya akan menyerahkan sebagian tenaganya kepada

elektron dan kemudian terhambur menurut sudut θ terhadap arah gerak foton-X mula-mula. Secara sederhana hal ini dapat digambarkan sebagai suatu kelereng yang ditembakkan pada sebuah kelereng lain yang bebas dan diam. Sebagai akibat tumbukkan yang terjadi, kelereng yang ditembakkan itu akan menyerahkan sebagian tenaganya pada kelereng yang diam dan kemudian terhambur ke arah lain dengan tenaga yang sudah berkurang dari semula. Sebaliknya kelereng yang diam akan bergerak ke depan karena menerima tenaga dari luar. Demikian pula yang terjadi dengan elektron yang mula-mula bebas dan diam (stationer) itu akan terlempar ke depan dan keluar dari sistem atom. Tumbukan dalam hamburan Compton ini dapat dianggap sebagai tumbukan kenyal.

Elekton yang dilepaskan itu disebut sebagai elektron Compton. Tenaga sinar-X yang terhambur setelah tumbukan merupakan funsi tenga sinar-x mula-mula dan sudut hamburan

Berdasarkan hokum kekekalan tenaga tentu saja tenaga elektron Compton Ee adalah selisih antara tenaga sinar-x mula-mula dan tenaga

sinar-x terhambur :

Ee = Eo - Ex

Sinar-x akan kehilangan tenaga maximum (atau elektron Compton akan menerima tenaga maximum ) apabila terjadi tumbukan frontal dengan

θ = 1800 _{terhadap elektron.}

Karena Ex dapat bervariasiantara sudut harga minimum untuk θ = 00

maka sprektum tenaga elektron Compton akan terbentang dari tenaga nol sampai suatu tenaga maximum yang sedikit lebih kecil dari pada tenaga foton mula-mula, seperti ditunjukkan dalam persamaan 4.7 .Di lain fihak, tenaga foton terhambur akan terbentang mulai dari tenaga foton-X mula-mula sampai ke suatu harga minimum yang selalu lebih kecil dari ½ moc2

yaitu 0,257.

Dalam peristiwa hamburan Compton ini terjadi baik gejala serapan maupun gejala difusi/hamburan. Pada daerah tenaga-X ± 1,6 MeV, kedua gejala ini mempunyai kebolehjadian yang sama untuk terjadi. Pada daerah

penting. Dengan kata lain, fraksi tenaga yang hilang dari foton-foton bertenaga rendah adalah cukup kecil karena hamburan yang terjadi hamper merupakan tumbukan kenyal, tetapi kehilangan tenaga itu makin menjadi besar dengan naiknya tenaga sinar-X.

Kebolehjadian hamburan untuk suatu sudut hamburan tertentu (tampang diferensial) merupakan fungsi yang kompleks antara tenaga dan sudut. Secara umum dapat dinyatakan bahwa kebolehjadian tersebut akan naik pada daerah sudut yang kecil dengan naiknya tenaga foton. Tampang total hamburan atau kebolehjadian total terjadinya hamburan bergantung pada cacah elektron yang tersedia, atau dengan demikian pada nomor atom Z materi yang menjadi sasaran interaksi sinar-X. Biasanya tampang total

hamburan Compton diberi lambing α. Kadang-kadang tampang total

Compton ini dibagi dalam dua bagian yaitu koefisien difusi (hamburan) Compton dan koefisiensi absorbs (serapan) Compton, yang pertama berhubungan dengan pengalihan tenaga oleh foton terhambur dan yang kedua berhubungan dengan pengalihan tenaga yang diserap elektron.

 

Gambar 7. Pendar Compton. Foton sinar x pada saat mendekati elektron

selubung luar yang longgar, mengeluarkan sebagian energi kinetiknya untuk mengungkit elektron orbit. Foton sinar x yang lemah akan tetap berjalan terus tetapi dengan arah berlawanan. Elektron berkecepatan tinggi yang dikeluarkan dari orbit disebut elektron pendar Compton.

Efek Compton ikut berperan pada sebagian besar radiasi pendar yang terbentuk selama prosedur radiologi. Pada proses Compton, foton sinar x berinteraksi dengan elektron luar yang terikat longgar dari atom objek

yang teradiasi. Pada saat pengeluaran elektron, foton sinar x mengeluarkan sebagian energi kinetiknya untuk mengungkit elektron dari selubung luar orbit. Elektron bebas, yang disebut elektron pendar Compton, memiliki energi kinetik dan dapat mengionisasi atom. Elektron ini kehilangan energi kinetiknya melalui interaksi dengan atom dan akhirnya berkombinasi ulang dengan atom yang membutuhkan elektron lain. Keadaan ini biasa terjadi, beberapa mikrometer dari daerah interaksi Compton yang sebenarnya.

Foton sinar-X yang melemah serta mengeluarkan sebagian energinya untuk membebaskan elektron dari orbit, akan tetap berjalan, tetapi dengan arah yang baru. Foton ini memiliki kemampuan untuk berinteraksi dengan atom lain baik dengan proses absorbsi fotoelektrik atau dengan pendar Compton. Pada radiologi diagnostik, kemungkinan interaksi Compton, sedikit berkurang bila energi foton sinar-X bertambah. Pendar Compton dan absorbsi fotoelektrik memiliki kemampuan sama pada 35 keV. Oleh karena itu, pada pancaran 90 kVp, akan terjadi beberapa tahap pendar Compton.

Faktor-faktor yang mempengaruhi efek Compton : a. Nomor atom/ketebalan bahan yang dikenai

Jika nomor atom/ketebalan bahan yang dikenai semakin tinggi sementara faktor yang lain tetap, maka kemampuan bahan dalam menghasilkan hamburan makin besar, sehingga kemungkinan kejadian hamburan Compton akan bertambah.

b. Enersi foton sinar-X yang mengenai bahan

Jika enersi foton yang mengenai sinar-X yang mengenai bahan semakin tinggi sementara faktor yang lain tetap, maka hamburan berantai (multiple) dapat terjadi, sehingga kemungkinan kejadian hamburan Compton akan meningkat.

4. Produksi Pasangan

Efek produksi pasangan adalah terjadinya pasangan positron dan elektron apabila foton dengan energy sama atau lebih besar dari 1.02 MeV

Gambar 8. Prinsip Produksi Pasangan

Pada saat bergerak dekat dengan sebuah inti, secara spontan akan menghilang dan energinya akan muncul kembali sebagai suatu positron dan elektron.

Kejadian tersebut akan diikuti oleh hilangnya kedua partikel gabungan itu (hilang masa) dan berubah menjadi sepasang foton kembar yang disebut radiasi annihilasi. Sifat-sifat radiasi annihilasi

(foton kembar) :

1. Arah masing-masing saling berlawanan 180° 2. Enersi masing-masing sama yaitu sebesar 0,51 MeV

Disebut annihilasi karena jumlah enersi kedua foton kembar adalah sama dengan besarnya enersi foton mula-mula yang melakukan interaksi dengan atom.

Seperti terlihat pada hukum keseimbangan Einstein, E=m.c2 _{, matter}

dan energi memiliki hubungan. Semua matter memiliki energi. Sebaliknya, bila cukup banyak energi yang ada, jumlah matter mengecil secara spontan. Energi dapat dirubah menjadi massa.

Pada produksi pasangan, foton akan berjalan mendekati nukleus atom dari objek yang diradiasi dan hilang. Energi foton tersebut akan dirubah menjadi 2 partikel baru, negatron. (elektron biasa) dan positron (elektron bermuatan positif). Negatron dan positron memiliki massa dan besar arus yang sama, bedanya adalah bahwa salah satu partikel bermuatan positif sedang yang lain negatif. Foton harus memiliki cukup energi untuk

menghasilkan massa dari dua partikel menurut hukum einstein. Diperlukan 1.02 MeV untuk menghasilkan elektron dan positron. Itulah mengapa, produksi pasangan tidak terjadi oada energi yang lebih rendah. Elektron akan kehilangan energi kinetiknya dengan mengionisasi atom pada saat berjalan sampai akhirnya bergabung dengan atom yang membutuhkan elektron.

Gambar 9. Pembuatan Pasangan

Positron dikasifikasikan sebagai bentuk antimatter, karena tidak terdapat bebas di dunia. Positron merupakan partikel tidak stabil dan akan berinteraksi dengan elektron pertama yang ditemuinya. Selama interaksi yang disebut reaksi matter-antimatter anihilasi, positron bergabung dengan dan merusak elektron, matter lawannya. Kedua pastrikel tersebut akan hilang dan mengeluarkan energinya dalam bentuk dua foton 0,51 MeV yang bergerak dengan arah berlawanan. Disini massa telah dirubah menjadi energi.

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan di atas, maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut.

1. Interaksi sinar-X dengan materi akan terjadi bila sinar-X yang dipancarkan dari tabung dikenakan pada suatu objek.

2. Saat adanya interaksi sinar-x dengan materi akan menimbulkan berbagai efek seperti berikut :

a. Hamburan Klasik

Hamburan elastism energi foton rendah, elektron menyerap energi dan mengakibatkan bervibrasi yang frekuensinya sama dengan frekuensi sinar-X datang. Kondisi demikian menyebabkan atom dalam keadaan terkesitasi, dan secepatnya elektron memancarkan energi ke segala arah dengan frekuensi sama dengan frekuensi foton datang. Dalam proses hamburan ini terjadi atenuasi tanpa absorpsi.

b. Efek Fotolistrik

Energi foton yang diserap oleh atom akan menimbulkan elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom. Elektron yang keluar dari atom disebut foto elektron. Peristiwa efek foto listrik ini terjadi pada energi radiasi rendah (E < 1 MeV ) dan nomor atom besar.

b. Efek Compton

Penghamburan compton merupakan suatu tumbukan lenting sempurna antara sebuah foton dan sebuah elektron bebas. Dimana foton berinteraksi dengan elektron yang dianggap bebas (tenaga ikat elektron lebih kecil dari energi foton datang).

c. Produksi Pasangan

Efek produksi pasangan adalah terjadinya pasangan positron dan elektron apabila foton dengan energy sama atau lebih besar dari 1.02 MeV berinteraksi dengan medan listrik inti atom dan menyebabkan sinar-X menghilang dan menyebabkan dua elektron tampak. Elektron

satu merupakan elektron positif dan elektron yang satu merupakan elektron negatif.

DAFTAR PUSTAKA

BATAN. Fisika dan Keselamatan Radiasi. Pusat pendidikan dan Pelatihan Badan

Tenaga Nuklir Nasional : Jakarta. 2009.

Bushong, S. Radiologic science for technologists: Physics, biology, and protection,

2nd_{ed. St. Louis : The C.V. Mosby Company. 1980.}

Plaats, Van Der G.J. Medical X-ray Technique. 3rd ed. Philips Technical Library.

1969.

Suryopratomo, Kutut, dkk. Dasar Fisika Radiasi. 1998.

Susetyo, Wisnu. SpektromiGamma dan Penerapannya dalam Analisis Pengaktian

Neutron, Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. 1988.

Wardhana, Wisnu Arya. Teknologi Nuklir.Andi :Yogyakarta.2007.