Sinar X dan Aplikasinya Dalam Teknologi

Sinar X dan Aplikasinya Dalam Teknologi -Seiring dengan perkembangan zaman, teknologi sinar X digunakan untuk mempermudah para ahli medis dalam mengobati pasiennya. Sinar X digunakan untuk memotret kedudukan tulang atau organ dalam tubuh manusia. Selain dalam bidang kedokteran, sinar X juga dimanfaatkan dalam bidang industri. Scanner X-ray (sinar X) sering digunakan untuk mendeteksi peralatan logam berat. Scanner X-ray juga menjadi perlengkapan keamanan standar di bandara. Nah, jadi apa sih sebenarnya sinar X itu? Dan bagaimana penggunaan sinar X dalam bidang teknologi?

Sinar X dan Aplikasinya Dalam Teknologi

Sinar X atau sinar roentgen adalah gelombang elektromagnetik yang dapat menembus benda-benda dan memilki panjang gelombang 

10−11${10}^{-11}$ sampai 10−8${10}^{-8}$ meter dan frekuensi sekitar 1016${10}^{16}$ sampai 1020${10}^{20}$ 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.

Sejarah Penemuan Sinar X

Sinar X pertama kali ditemukan oleh fisikawan berkembangsaan Jerman, Wilhelm Roentgen pada tanggal 8 November 1895. Saat itu Roentgen bekerja mengunakan tabung. Dia mengamati nyala hijau pada tabung. Roentgen mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam dengan harapan agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun setelah ditutup, ternyata masih ada cahaya yang lewat. Roentgen menyimpulkan bahwa ada sinar-sinar tak tampak yang mampu menerobos kertas hitam tersebut. Pada saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar katoda. Beliau mendapatkan bahwa ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat dari barium platino cyanide. Jika sumber listrik dipadamkan, maka cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sinar sejenis yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Oleh karena sebelumnya tidak pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar X.

Sinar X dapat dihasilkan bila elektron dengan kecepatan yang sangat tinggi menabrak atom. Dari penelitian tersebut, Roentgen mendapatkan bahwa sinar X dapat menembus berbagai materi yang tidak dapat ditembus oleh sinar tampak seperti sinar lampu. Disamping itu, Roentgen juga bisa melihat bayangan tulang tangannya pada layar yang terpendar dengan cara menempatkan tangannya di antara tabung sinar katoda dan layar. Dari hasil penyelidikan berikutnya Roentgen mengetahui bahwa sinar X dapat merambat lurus dan tidak dibelokan baik oleh medan listrik maupun medan magnet. Penemuan luar biasa Roentgen merupakan salah satu kemajuan medis yang paling penting dalam sejarah manusia. Teknologi sinar X memungkinkan dokter melihat langsung melalui jaringan manusia untuk memeriksa patah tulang, gigi berlubang dan benda-benda yang tertelan dengan mudah.

Sifat-sifat Sinar X

1. Tidak dapat dilihat oleh mata, bergerak dalam lintasan lurus, dan dapat mempengaruhi film fotografi sama seperti cahaya tampak.
2. Daya tembusnya lebih tinggi dari pada cahaya tampak, dan dapat menembus tubuh manusia, kayu, beberapa lapis logam tebal.
3. Dapat digunakan untuk membuat gambar bayangan sebuah objek pada film fotografi (radiograf).
4. Sinar X merupakan gelombang elektromagnetik dengan energi E = hf.
5. Orde panjang gelombang sinar X adalah 0,5-2,5 Å (sedangkan orde panjang gelombang untuk cahaya tampak adalah 6000 Å). Jadi letak sinar X dalam diagram spektrum gelombang elektromagnetik adalah antara sinar ultra violet dan sinar gama
6. Satuan panjang gelombang sinar X sering dinyatakan dalam dua jenis, yaitu angstroom (Å) dan satuan sinar X (X Unit = XU). 1 kXU = 1000 XU = 1,00202 Å.
7. Persamaan gelombang untuk medan listrik sinar X yang terpolarisasi bidang adalah 
   E→=Asin2π(xλ−ft)=Asin(kx−ωt)$\overrightarrow{E}=A\sin 2\pi \left(\frac{x}{\text{λ}}-ft\right)=A\sin \left(kx-\text{ω}t\right)$. Intensitas sinar X adalah dEdt$\frac{dE}{dt}$ (rata-rata aliran energi per satuan waktu) per satu satuan luas yang tegak lurus arah rambat.

Prinsip Terbentuknya Sinar X

1. Di dalam tabung roentgen ada katoda dan anoda dan bila katoda (filament) dipanaskan lebih dari 200000C${20000}^{0}C$ sampai menyala dengan mengantarkan listrik dari transformator, karena panas maka elektron-elektron dari katoda (filament) terlepas.
2. Dengan memberikan tegangan tinggi maka elektron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target).
3. Elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas (99%) dan Sinar X (1%).
4. Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung melelui jendela yang disebut diafragma.
5. Panas yang ditimbulkan ditiadakan oleh radiator pendingin.

Penggunaan Sinar X Dalam Teknologi

Bidang Kesehatan

• Sinar X digunakan untuk mengambil gambar yang dikenal sebagai radiograf. Sinar X dapat menembus badan manusia dan diserap oleh bagian yang lebih tumpat seperti tulang.
• Sinar X digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanker. Ini dikenal sebagai radioterapi.

Dalam bidang Perindustrian

• Mengetahui kecacatan dalam struktur bahan atau bagian-bagian dalam mesin.
• Memperbaiki rekahan dalam pipa logam, dinding konkrit dan tekanan tinggi.
• Memeriksa retakan dalam struktur plastik dan getah.

Dalam bidang penyelidikan

• Sinar X digunakan untuk menyelidiki struktur hablur dan jarak pemisahan antara atom-atom dalam suatu bahan hablur.

Kegunaan lainnya

• Sinar X digunakan untuk mengesahkan pada suatu lukisan atau objek seni purba benar atau tiruan.
• Di bandara, sinar X digunakan untuk memeriksa barang bawaan penumpang sebelum masuk pesawat.

Share this post