BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANGSeiring dengan perkembangsn zaman, manuia atau ahli medis menggunakan teknologi untuk membantu pengobatan. Di sisi lain keamanan tehnologi tersebut terhadap mahkluk hidup juga harus diperhatikan agar tidak malah memperburuk keadaan pasien.
Salah- satu teknologi yang dhikembangkan dikalangan 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 sinar-X 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 peralatan yang menggunakan sinar-X maka akan membantu dalam mendiagnosis dan pengobatan (terapi) suatu penyakit, sehingga dapat meningkatkan kesehatan masyarakat.
Tetapi apakah penggunaan Sinar X itu tidak berbahaya bagi manusia. Padahal daya tembus Sinar X cukup besar, apakah jaringan tubuh manusia aman kalau terkena paparan sinar-x terlalu lama. Dan 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 itu Sinar X?
2. Apa yang dimaksud dengan X-ray Difraction? 3. Apa kegunaan aplikasi XRD?
4. Apa saja jenis-jenis Sinar-X? 5. Apa manfaat dan dampak Sinar-X?
Tujuan dari penuliasan makalah ini adalah, sebagai berikut. 1. Untuk mengetahui apa itu Sinar X
2.Untuk mengetahui apa yang dimaksud X-Ray Defraction 3. Untuk mengetahui apa kegunaan aplikasi XRD
4. Untuk mengetahui jenis-jenis Sinar-X
5. Untuk mengetahui manfaat dan dampak Sinar-X
D. MANFAAT
Makalah ini dapat dijadikan sebagai sarana untuk meningkatkan minat, bakat, dan kreativitas penulis. Makalah ini juga dapat dijadikan sarana informasi untuk mengetahui tentang apa itu sinar x, bagaimana terjadinya XRD,apa kegunaan aplikasi XRD, apa manfaat sinar x, dan apa bahaya penggunaan sinar x.
PEMBAHASAN
A. PENGERTIAN SINAR XSinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 picometer (mirip dengan frekuensi dalam jangka 30 PHz to 60 EHz). Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medikal dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi io n dan dapat berbahaya.
Sinar-x ini banyak digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang atau organ dalam tubuh manusia. Meskipun besar menfaatya, penggunaan sinar-x harus memperhatikan prosedur keadaan pasien. Karana daya tembusnya cukup besar, jaringan tubuh manusia dapat rusak terkena paparan sinar-x terlalu lama. Oleh karana itu, pemancaran sinar-x pada pasien diusahakan sesingkat mungkin.
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. Sinar X ditemukan oleh sarjana fisika berkebangsaan Jerman yaitu W. C. Rontgen tahun 1895. Dan Sinar X Mempunyai Sifat-
sifat sebagai berikut
1. Mempunyai daya tembus yang tinggi Sinar X dapat menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi.
2. Mempunyai panjang gelombang yang pendek Yaitu : 1/10.000 panjang gelombang yang kelihatan
3. Mempunyai efek fotografi. Sinar X dapat menghitamkan emulsi film setelah diproses di kamar gelap.
4. Mempunyai sifat berionisasi.Efek primer sinar X apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat tersebut.
5. Mempunyai efek biologi. Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini digunakan dalam pengobatan radioterapi.
B. DIFRAKSI SINAR-X (X-RAY DIFRACTION)
Difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD) merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel.
Difraksi sinar-X terjadi pada hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg:
Dengan λ adalah panjang gelombang sinar-X yang digunakan, d adalah jarak antara dua bidang kisi, θ adalah sudut antara sinar datang dengan bidang normal, dan n adalah bilangan bulat yang disebut sebagai orde pembiasan.
Berdasarkan persamaan Bragg, jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS.
Keuntungan utama penggunaan sinar-X dalam karakterisasi material adalah kemampuan penetrasinya, sebab sinar-X memiliki energi sangat tinggi akibat panjang gelombangnya yang pendek. Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,5-2,0 mikron. Sinar ini dihasilkan dari penembakan logam dengan elektron berenergi tinggi. Elektron itu mengalami perlambatan saat masuk ke dalam logam dan menyebabkan elektron pada kulit atom logam tersebut terpental membentuk kekosongan. Elektron dengan energi yang lebih tinggi masuk ke tempat kosong dengan memancarkan kelebihan energinya sebagai fotonsinar-x.
Metode difraksi sinar X digunakan untuk mengetahui struktur dari lapisan tipis yang terbentuk. Sampel diletakkan pada sampel holder difraktometer sinar X. Proses difraksi sinar X dimulai dengan menyalakan difraktometer sehingga diperoleh hasil difraksi berupa difraktogram yang menyatakan hubungan antara sudut difraksi 2θ dengan intensitas sinar X yang dipantulkan. Untuk difraktometer sinar X, sinar X terpancar dari tabung sinar X. Sinar X didifraksikan dari sampel yang konvergen yang diterima slit dalam posisi simetris dengan respon ke fokus sinar X. Sinar X ini ditangkap oleh detektor sintilator dan diubah menjadi sinyal listrik. Sinyal tersebut, setelah dieliminasi komponen noisenya, dihitung sebagai analisa pulsa tinggi. Teknik difraksi sinar x juga digunakan untuk menentukan ukuran kristal, regangan kisi, komposisi kimia dan keadaan lain yang memiliki orde yang sama.
C. SUMBER SINAR X • Tabung sinar-X
Pada umumnya, sinar diciptakan dengan percepatan arus listrik, atau setara dengan transisi kuantum partikel dari satu energi state ke lainnya. Contoh : radio ( electron berosilasi di antenna) , lampu merkuri (transisi antara atom)
Ketika sebuah elektron menabrak anoda :
1. Menabrak atom dengan kecepatan perlahan, dan menciptakan radiasi bremstrahlung atau panjang gelombang kontinyu
2. Secara langsung menabrak atom dan menyebabkan terjadinya transisi menghasilkan panjang gelombang garis
Sinar X merupakan radiasi elektromagnetik yang memiliki energi tinggi sekitar 200 eV sampai 1 MeV. Sinar X dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron eksternal dengan elektron pada kulit atom. Spektrum Sinar X memilki panjang gelombang 10-5 – 10 nm, berfrekuensi 1017 -1020 Hz dan memiliki energi 103 -106 eV. Panjang gelombang sinar X
memiliki orde yang sama dengan jarak antar atom sehingga dapat digunakan sebagai sumber difraksi kristal.
Difraksi Sinar X merupakan teknik yang digunakan dalam karakteristik material untuk mendapatkan informasi tentang ukuran atom dari material kristal maupun nonkristal. Difraksi tergantung pada struktur kristal dan panjang gelombangnya. Jika panjang gelombang jauh lebih dari pada ukuran atom atau konstanta kisi kristal maka tidak akan terjadi peristiwa difraksi karena sinar akan dipantulkan sedangkan jika panjang gelombangnya mendekati atau lebih kecil dari ukuran atom atau kristal maka akan terjadi peristiwa difraksi. Ukuran atom dalam orde angstrom (Å) maka supaya terjadi peristiwa difraksi maka panjang gelombang dari sinar yang melalui kristal harus dalam orde angstrom (Å).
• Skema Tabung Sinar-X
Sinar x dihasilkan dari tumbukan antara elektron kecepatan tinggi dengan logam karet. Darp prinsip dasar ini, maka alat untuk menghasilkan sinar x harus terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu :
a. Sumber elektroda (katoda)
b. Tegangan tinggi untuk mempercepat elektron c. Logam target (anoda)
Ketiga komponen tersebut merupakan komponen utama suatu tabung sinar X. Skema tabung sinar X dapat dilihat pada gambar dibawah ini
D. KEGUNAAN APLIKASI XRD
• Membedakan antara material yang bersifat kristal dengan amorf
• Mengukur macam-macam keacakan dan penyimpangan kristal.
• Karakterisasi material kristal
• Identifikasi mineral-mineral yang berbutir halus seperti tanah liat
• Penentuan dimensi-dimensi sel satuan
• Dengan teknik-teknik yang khusus, XRD dapat digunakan untuk:
1. Menentukan struktur kristal dengan menggunakan Rietveld refinement 2. Analisis kuantitatif dari mineral
3. Karakteristik sampel film
1. Sinar-X Brehmsstrahlung
Electron dengan kecepatan tinggi (karena ada beda potensial 1000 Kvolt) yang mengenai target anoda, electron tiba-tiba akan mengalami pelemahan yg sangat darastis oleh target sehingga menimbulkan sinar-x, sinar-x yg terjadi dinamakan “sinar-x
brehmsstrahlung” or “braking radiation”. Pada waktu muatan (electron) yang bergerak
dengan kecepatan tinggi (mengalami percepatan), karena adanya beda potensial, muatan (electron) akan memancarkan radiasi elektromagnetik dan ketika energy electron cukup tinggi maka radiasi elektromagnetik tersebut dalam range sinar-x.Sinar-x jenis ini tidak dipergunakan untuk XRD (X-Ray Difraction).
2. Sinar-x karakteristik
Electron dari katoda yang bergerak dengan percepatan yg cukup tinggi, dapat mengenai electron dari atom target (anoda) sehingga menyebabkan electron tereksitasi dari atom, kemudian electron lain yang berada pada sub kulit yang lebih tinggi akan mengisi kekosongan yang ditinggalkan oleh electron tadi, dengan memancarkan sinar-x yang memiliki energy sebanding dengan level energy electron. Karena sinar-X karakteristik memiliki Panjang gelombang tertentu yang dapat difilter, maka jenis ini banyak diaplikasikan untuk XRD (X-RAy Diffraction) dalam menentukan struktur material.
F. MANFAAT DAN DAMPAK SINAR X • Manfaat sinar-X
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, mengesan tulang yang patah dan menyiasat keadaan organ-organ dalam badan.Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanser. Kaedah ini dikenal sebagai radioterapi.
• Dampak radiasi sinar-X
Walaupun sinar-X sangat berguna kepada manusia, tetapi penggunaan secara berlebihan kepada sinar-X mungkin menyebabkan, pemusnahan sel-sel dalam badan, perubahan struktur genetik suatu sel, penyakit kanser barah, kesan-kesan buruk seperti rambut gugur, kulit menjadi merah dan berbisul
radiasi sinar X dapat membunuh monosit (salah satu jenis sel darah putih) yang terdapat pada dinding arteri. Hal ini ternyata dapat mengakibatkan meningkatnya kadar monocyte chemo-attractant protein 1 (MCP-1) yang dapat mengarah kepada penyakit kardiovaskular
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULANSinar 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.
Difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD) merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel.
Sinar-X 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, mengesan tulang yang patah dan menyiasat keadaan organ-organ dalam badan.Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanser. Kaedah ini dikenal sebagai radioterapi.
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.
B. KRITIK DAN SARAN
Diharapkan para mahasiswa 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.
http://erick-sagutumbu.blogspot.com/2009/11/pengertian-dan-manfaat-sinar-x.html
http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2112612-pengertian-radiasi-sinar/#ixzz1nUVmGebk
http://forum.vivanews.com/iptek/50006-mengetahui-manfaat-dan-bahaya-sinar-x.html http://www.smallcrab.com/kesehatan/728-resiko-bahaya-radiasi-dari-perangkat-medis
