Apa itu X ray?

X-ray merupakan salah satu gelombang elektromagnetik yang diantaranya adalah cahaya yang dapat kita lihat. Namun panjang gelombang dari X-ray sangat kecil sehingga frekuensi yang dimiliki X-ray sangat besar dan menyebakan energi yang dimilikinya pun sangat besar. Sinar X mempunyai ukuran panjang mulai dari 0,01 sampai 10 nanometer dengan frekuensi mulai dari 30 petaHertz sampai 30 exaHertz dan mempunyai energi mulai dari 120 elektroVolt hingga 120 kilo elektroVolt.

     Menurut wikipedia indonesia, x ray merupakan salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (mirip dengan frekuensi dalam jangka 30 PHz to 60 EHz). Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.

Proses terbentuknya X-ray?

Agar X-ray terbentuk dibutuhkan beberapa komponen berikut :

• X-Ray tube

Berfungsi untuk menghasilkan sinar-X yang merupakan suatu tabung hampa udara yang didalamnya terdapat catoda bermuatan negative yang berfungsi sebagai penghasil electron  dan Anoda yang bermuatan positif yang berfungsi sebagai target penembakan electron.

• Sumber electron (filament)

Filamen berfungsi sebagai penghasil electron

• Listrik bertegangan tinggi.

Proses terbentuknya X-ray :

1.      Filament dipanaskan untuk menghasilkan elektron, dengan cara mengalirkan arus listrik

pada filament tersebut. Setelah filament berpijar, maka karena panas elektron-elektron dari katoda (filament) terlepas sehingga terbentuk awan-awan elektron di sekitar filament tersebut.

1.      Setelah elektron terbentuk pada filamen, tabung X-ray diberi tegangan yang tinggi hingga

ribuan volt (kilovolt) sehingga memicu elektron untuk bergerak ke anoda.

2.      Elektron-elektron yang ditembakkan akan menumbuk target dan akan berinteraksi dengan atom-atom dari target tersebut. Interaksi elektron dengan target (anoda) akan menyebabkan terbentuknya panas (99%) dan sinar X (1%). 

Bagaimana cara kerja xray?

     Xray memperlihatkan xray sebagai bentukan pola segitiga yang teratur seperti yang dihasilkan pada tititk fokus. Hal ini memberikan tujuan yang baik dalam hal penekanan tentang kerja radiasi xray diluar tabung. Tetapi radiasi sebenarnya tidak seperti itu, sebenarnya xray itu seperti cahaya tampak yang dalam.

     Penyebarannya dari sumber melalui suatu garis lurus yang menyebar ke segala arah kecuali dihentikan oleh bahan penyerap xray. Karena alasan tersebut maka tabung xray ditutup dalam satu rumah tabung logam yang mampu menghentikan sebagian besar radiasi xray. Hanya xray yang berguna yang dibiarkan keluar dari tabung melalui sebuah jendela/window.

     Xray yang berguna tadi disebut sebagai berkas primer. Berkas sinar yang terletak pada tengah garisnya ini disebut central xray. Diperlukan pembangkitan tegangan yang tinggi di dalam tabung xray agar dapat dihasilkan berkas xray. Rangkaian listriknya dirancang sedemikian rupa sehingga kV-nya dapat diubah dalam rentang yang besar - biasanya 30 kV sampai 100 kV- atau lebih. Bila kV yang lebih rendah digunakan, maka xray memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih mudah diserap sehingga disebut sebagai soft xray. Harus dipahami bahwa berkas xray itu terdiri dari sinar dengan panjang gelombang yang berbeda. Radiasi yang dihasilkan pada rentang kV yang lebih tinggi akan memiliki energi yang lebih besar dan panjang gelombang yang lebih pendek.

Pada bidang apa pengaplikasian xray?

     Pengaplikasian xray pertama kali di pergunakan pada sektor pengamanan dan penjagaan. Umumnya dieksplorasikan pada pengamanan gedung pemerintahan, mall, hotel, lingkungan pelatihan militer, apartemen, bandara, pelabuhan dll. oleh karena itu sensor sinar-X sangan membantu dalam proses deteksi dan indentifikasi.

Kegunaan X-ray bagi kesehatan?

Sinar Rontgen

Sinar X dapat dimanfaatkan untuk mengetahui kondisi tubuh bagian dalam (tulang) yakni dalam dunia kedokteran disebut sinar rontgen. Untuk memotret bagian dalam tubuh, seseorang harus berada di antara tempat penyimpanan film dan tabung yang memancarkan sinar X tersebut.Sinar X ini akan menembus kulit dan bagian tubuh lain kecuali tulang. Bayangan sinar ini kemudian direkam pada film. Setelah film tersebut dicuci, bagian yang tidak dapat ditembus sinar X akan berwarna hitam, sedang bagian yang dapat ditembus oleh sinar X akan berwarna putih.

Radioterapi

Sinar X pada intinya adalah sebuah gelombang elektroagnetik yang memiliki energi yang besar, sehingga dengan kemampuan yang juga dapat menembus hingga ke rongga dalam tubuh, sinar X dapat digunakan untuk membunuh sel-sel berbahaya yang ada pada tubuh misalnya kanker. Pengobatan model ini disebut dengan nama radioterapi

Efek Radiasi Terhadap Manusia

Jika radiasi mengenai tubuh manusia, ada 2 kemungkinan yang dapat terjadi: berinteraksi dengan tubuh manusia, atau hanya melewati saja. Jika berinteraksi, radiasi dapat mengionisasi atau dapat pula mengeksitasi atom. Setiap terjadi proses ionisasi atau eksitasi, radiasi akan kehilangan sebagian energinya. Energi radiasi yang hilang akan menyebabkan peningkatan temperatur (panas) pada bahan (atom) yang berinteraksi dengan radiasi tersebut. Dengan kata lain, semua energi radiasi yang terserap di jaringan biologis akan muncul sebagai panas melalui peningkatan vibrasi (getaran) atom dan struktur molekul. Ini merupakan awal dari perubahan kimiawi yang kemudian dapat mengakibatkan efek biologis yang merugikan.

Satuan dasar dari jaringan biologis adalah sel. Sel mempunyai inti sel yang merupakan pusat pengontrol sel. Sel terdiri dari 80% air dan 20% senyawa biologis kompleks. Jika radiasi pengion menembus jaringan, maka dapat mengakibatkan terjadinya ionisasi dan menghasilkan radikal bebas, misalnya radikal bebas hidroksil (OH), yang terdiri dari atom oksigen dan atom hidrogen. Secara kimia, radikal bebas sangat reaktif dan dapat mengubah molekul-molekul penting dalam sel.

DNA (deoxyribonucleic acid) merupakan salah satu molekul yang terdapat di inti sel, berperan untuk mengontrol struktur dan fungsi sel serta menggandakan dirinya sendiri.

Setidaknya ada dua cara bagaimana radiasi dapat mengakibatkan kerusakan pada sel. Pertama, radiasi dapat mengionisasi langsung molekul DNA sehingga terjadi perubahan kimiawi pada DNA. Kedua, perubahan kimiawi pada DNA terjadi secara tidak langsung, yaitu jika DNA berinteraksi dengan radikal bebas hidroksil. Terjadinya perubahan kimiawi pada DNA tersebut, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat menyebabkan efek biologis yang merugikan, misalnya timbulnya kanker maupun kelainan genetik.

Pada dosis rendah, misalnya dosis radiasi latar belakang yang kita terima sehari-hari, sel dapat memulihkan dirinya sendiri dengan sangat cepat. Pada dosis lebih tinggi (hingga 1 Sv), ada kemungkinan sel tidak dapat memulihkan dirinya sendiri, sehingga sel akan mengalami kerusakan permanen atau mati. Sel yang mati relatif tidak berbahaya karena akan diganti dengan sel baru. Sel yang mengalami kerusakan permanen dapat menghasilkan sel yang abnormal ketika sel yang rusak tersebut membelah diri. Sel yang abnormal inilah yang akan meningkatkan risiko tejadinya kanker pada manusia akibat radiasi.

Efek radiasi terhadap tubuh manusia bergantung pada seberapa banyak dosis yang diberikan, dan bergantung pula pada lajunya; apakah diberikan secara akut (dalam jangka waktu seketika) atau secara gradual (sedikit demi sedikit).

Sebagai contoh, radiasi gamma dengan dosis 2 Sv (200 rem) yang diberikan pada seluruh tubuh dalam waktu 30 menit akan menyebabkan pusing dan muntah-muntah pada beberapa persen manusia yang terkena dosis tersebut, dan kemungkinan satu persen akan meninggal dalam waktu satu atau dua bulan kemudian. Untuk dosis yang sama tetapi diberikan dalam rentang waktu satu bulan atau lebih, efek sindroma radiasi akut tersebut tidak terjadi.

Contoh lain, dosis radiasi akut sebesar 3,5 – 4 Sv (350 – 400 rem) yang diberikan seluruh tubuh akan menyebabkan kematian sekitar 50% dari mereka yang mendapat radiasi dalam waktu 30 hari kemudian. Sebaliknya, dosis yang sama yang diberikan secara merata dalam waktu satu tahun tidak menimbulkan akibat yang sama.

Selain bergantung pada jumlah dan laju dosis, setiap organ tubuh mempunyai kepekaan yang berlainan terhadap radiasi, sehingga efek yang ditimbulkan radiasi juga akan berbeda.

Sebagai contoh, dosis terserap 5 Gy atau lebih yang diberikan secara sekaligus pada seluruh tubuh dan tidak langsung mendapat perawatan medis, akan dapat mengakibatkan kematian karena terjadinya kerusakan sumsum tulang belakang serta saluran pernapasan dan pencernaan. Jika segera dilakukan perawatan medis, jiwa seseorang yang mendapat dosis terserap 5 Gy tersebut mungkin dapat diselamatkan. Namun, jika dosis terserapnya mencapai 50 Gy, jiwanya tidak mungkin diselamatkan lagi, walaupun ia segera mendapatkan perawatan medis.

Jika dosis terserap 5 Gy tersebut diberikan secara sekaligus ke organ tertentu saja (tidak ke seluruh tubuh), kemungkinan besar tidak akan berakibat fatal. Sebagai contoh, dosis terserap 5 Gy yang diberikan sekaligus ke kulit akan menyebabkan eritema. Contoh lain, dosis yang sama jika diberikan ke organ reproduksi akan menyebabkan mandul.

Efek radiasi yang langsung terlihat ini disebut Efek Deterministik. Efek ini hanya muncul jika dosis radiasinya melebihi suatu batas tertentu, disebut Dosis Ambang.

Efek deterministik bisa juga terjadi dalam jangka waktu yang agak lama setelah terkena radiasi, dan umumnya tidak berakibat fatal. Sebagai contoh, katarak dan kerusakan kulit dapat terjadi dalam waktu beberapa minggu setelah terkena dosis radiasi 5 Sv atau lebih.

Jika dosisnya rendah, atau diberikan dalam jangka waktu yang lama (tidak sekaligus), kemungkinan besar sel-sel tubuh akan memperbaiki dirinya sendiri sehingga tubuh tidak menampakkan tanda-tanda bekas terkena radiasi. Namun demikian, bisa saja sel-sel tubuh sebenarnya mengalami kerusakan, dan akibat kerusakan tersebut baru muncul dalam jangka waktu yang sangat lama (mungkin berpuluh-puluh tahun kemudian), dikenal juga sebagai periode laten. Efek radiasi yang tidak langsung terlihat ini disebut Efek Stokastik.

Efek stokastik ini tidak dapat dipastikan akan terjadi, namun probabilitas terjadinya akan semakin besar apabila dosisnya juga bertambah besar dan dosisnya diberikan dalam jangka waktu seketika. Efek stokastik ini mengacu pada penundaan antara saat pemaparan radiasi dan saat penampakan efek yang terjadi akibat pemaparan tersebut. Kecuali untuk leukimia yang dapat berkembang dalam waktu 2 tahun, efek pemaparan radiasi tidak memperlihatkan efek apapun dalam waktu 20 tahun atau lebih.

Salah satu penyakit yang termasuk dalam kategori ini adalah kanker. Penyebab sebenarnya dari penyakit kanker tetap tidak diketahui. Selain dapat disebabkan oleh radiasi pengion, kanker dapat pula disebabkan oleh zat-zat lain, disebut zat karsinogen, misalnya asap rokok, asbes dan ultraviolet. Dalam kurun waktu sebelum periode laten berakhir, korban dapat meninggal karena penyebab lain. Karena lamanya periode laten ini, seseorang yang masih hidup bertahun-tahun setelah menerima paparan radiasi ada kemungkinan menerima tambahan zat-zat karsinogen dalam kurun waktu tersebut. Oleh karena itu, jika suatu saat timbul kanker, maka kanker tersebut dapat disebabkan oleh zat-zat karsinogen, bukan hanya disebabkan oleh radiasi.

Referensi:

http://futurummechanicis.blogspot.co.id/2013/07/penjelasan-x-ray-proses-terbentuknya.html

http://www.batan.go.id/pusdiklat/elearning/proteksiradiasi/pengenalan_radiasi/2-3.htm

http://www.xrayindonesia.com/article/detail/9/apa-itu-xray