Sinar X – Pengertian, Panjang Gelombang Sinar X, Sifat, Soal dan Jawaban

Sinar x adalah

Sinar X atau sinar Rontgen adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang listrik, radio, inframerah panas, cahaya, sinar gamma, sinar kosmik dan sinar ultraviolet tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek.

Panjang gelombang sinar x

Panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (sama dengan frekuensi dalam rentang 30 petahertz – 30 exahertz) dan memiliki energi dalam rentang 100 eV – 100 Kev.

Frekuensi sinar x

Frekuensinya sekitar 1016 -1021 Hz.

Contoh sifat sinar X

Berdasarkan hasil penelitian Wilhelm Conrad Rontgent pada tahun 1895, menyatakan bahwa sinar-X memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

  • Sinar-X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari oleh sinar katoda.
  • Intensitas cahaya yang dihasilkan pelat fotoluminesensi, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik terjadinya sinar-X dengan pelat fotoluminesensi. Meskipun pelat dijauhkan sekitar 2 m, cahaya masih dapat terdeteksi.
  • Sinar-X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hampir seluruhnya terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.
  • Pelat fotografi sensitif terhadap sinar-X.
  • Ketika tangan terpapari sinar-X di atas pelat fotografi, maka akan tergambar foto tulang tersebut pada pelat fotografi.

Sifat Sinar X

Berikut sifat-sifatnya:

Daya tembus

Sinar ini dapat menembus bahan atau massa yang padat dengan daya tembus yang sangat besar seperti tulang dan gigi.

Makin tinggi tegangan tabung (besarnya KV) yang digunakan, makin besar daya tembusnya. Makin rendah berat atom atau kepadatan suatu benda, makin besar daya tembusnya.

Pertebaran (Hamburan)

Jika berkas sinar ini melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas sinar tersebut akan bertebaran keseluruh arah, menimbulkan radiasi sekunder (radiasi hambur) pada bahan atau zat yang dilalui.

Hal ini akan menyebabkan terjadinya gambar radiografi dan pada film akan tampak pengaburan kelabu secara menyeluruh. Untuk mengurangi akibat radiasi hambur ini maka diantara subjek dengan diletakkan timah hitam (grid) yang tipis.

Penyerapan

Penyerapan Sinar ini dalam radiografi diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahan atau zat tersebut. Makin tinggi kepadatannya atau berat atomnya makin besar penyerapannya.

Efek fotografi

Sinar ini dapat menghitamkan emulsi film (emulsi perak-bromida) setelah diproses secara kimiawi (dibangkitkan) di kamar gelap.

Fluoresensi

Sinar ini dapat menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium tungstan atau zink sulfide memendarkan cahaya (luminisensi).

Luminisensi ada 2 jenis yaitu:

1. Fluoresensi, yaitu memendarkan cahaya sewaktu ada radiasi sinar-x saja. 2. Fosforisensi, pemendaran cahaya akan berlangsung beberapa saat walaupun radiasi sinar-x sudah dimatikan (after-glow).

Ionisasi

Efek primer dari sinar ini apabila mengenai suatu bahan atau zat dapat menimbulkan ionisasi partikel-partikel atau zat tersebut.

Efek biologi

Efek biologi Sinar ini akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini yang dipergunakan dalam pengobatan radioterapi.

Penggunaan umum sinar x

Pada umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.

Manfaat sinar x

Sinar ini merupakan bentuk radiasi elektromagnetik yang panjang gelombang berkisar antara 0,01 hingga 10 nanometer dan memiliki frekuensi antara 1016 hingga 1021 Hz.

Panjang gelombang sinar ini lebih pendek daripada sinar UV dan lebih lama daripada sinar gamma. X ray ditemukan oleh seorang ilmuwan yang berasal dari jerman yang bernama Wilhelm Conrad Rontgent pada tahun 1895.

Bidang medis

Dalam dunia medis sinar-X atau juga disebut sebagai radiasi rontgen ini digunakan untuk membantu dokter untuk melihat bagian dalam tubuh tanpa harus melakukan pembedahan. Berbagai alasan yang mengharuskan seseorang untuk melakukan tes dengan X-ray, antara lain:

  • Untuk memastikan bagian dalam tubuh yang mengalami sakit
  • Untuk memantau perkembangan suatu jenis penyakit, misalnya osteoporosis, radang sendi, penyumbatan pembuluh darah, kanker tulang, tumor payudara, gangguan pencernaan, pembesaran jantung, berbagai jenis infeksi, kerusaka gigi, dan lain sebagainya.
  • Untuk dapat melihat efek dari pengobatan medis yang telah dilakukan.
Bidang Kesehatan

Seperti semua jenis tes kesehatan, X-ray  sebaiknya hanya dilakukan untuk membantu dalam diagnosis medis seseorang, agar tidak menimbulkan resiko yang justru membahayakan bagi kesehatan.

Beberapa manfaat X ray dalam dunia kesehatan, antara lain:

  • Digunakan sebagai alat untuk menyelidiki penyebab dan gejala pada penyakit pasien / mendiagnosa suatu penyakit.
  • Dapat membantu mengkonfirmasi ada atau tidaknya suatu penyakit atau cedera pada seorang pasien.
  • Sebagai radioterapi untuk membunuh sel-sel tumor dan kanker.
  • Mensterilkan peralatan medis.
Bidang Perindustrian

Juga  dapat digunakan untuk menunjang kegiatan-kegiatan industri, seperti:

  • Membantu untuk menemukan kerusakan-kerusakan seperti retak dan aus dalam komponen mesin-mesin industri yang mungkin tidak terdeteksi.
  • Sebagai alat mesin mikroskopis
  • Memperbaiki retakan / kerusakan pada mesin-mesin industri
  • Menghilangkan bakteri berbahaya dari produk kalengan makanan laut dan produk lainnya.
  • Untuk memantau kualitas produk yang dihasilkan oleh sebuah industri.
Bidang Keamanan/Security

Dapat digunakan untuk membantu mendeteksi ada atau tidaknya sebuah ancaman bahaya di suatu tempat. Misalnya di Bandara, sinar ini  dapat membantu melihat ada atau tidaknya barang-barang berbahaya bawaan calon penumpang pesawat.

Bidang Riset Alamiah dan Ilmu Pendidikan

Sinar ini  dapat digunakan untuk mempelajari struktur yang terdapat pada sebuah senyawa / benda.

Bidang Pertanian

Dalam bidang pertanian, sinar ini digunakan untuk menciptakan bibit unggul yang berkualitas. Selain itu juga dapat digunakan untuk membantu pemupukan. Manfaat sinar ultraviolet dalam bidang pertanian sebagai salah satu bahan proses pembuahan di padukan dengan sinar ini akan membantu mendapatkan hasil produksi yang lebih baik.

Proses Terjadinya sinar X

1.Di dalam tabung roentgen ada katoda dan anoda dan bila katoda (filament) dipanaskan lebih dari 20.000 derajat C sampai menyala dengan mengantarkan listrik dari transformator,
2. Karena panas maka electron-electron dari katoda (filament) terlepas,
3. Dengan memberikan tegangan tinggi maka electron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target),
4. Elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas (99%) dan sinar-X (1%),
5. Sinar ini akan keluar dan diarahkan dari tabung melelui jendela yang disebut diafragma,
6. Panas yang ditimbulkan ditiadakan oleh radiator pendingin.

Sinar-X dari proses kejadiannya, dikelompokan menjadi 2 yaitu:

1. Sinar-X Brehmsstrahlung

Electron dengan kecepatan tinggi (karena ada beda potensial 1000 Kvolt) yang mengenai target anoda, electron tiba-tiba akan mengalami pelemahan yang sangat darastis oleh target sehingga menimbulkan sinarX, sinarX yangg 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 yang 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 sinarX yang memiliki energi sebanding dengan level energy electron.

Karena sinarX karakteristik memiliki Panjang gelombang tertentu yang dapat difilter, maka jenis ini banyak diaplikasikan untuk XRD (X-RAy Diffraction) dalam menentukan struktur material.

Soal dan Jawaban Sinar X

Desain pembangkit sinarX beranoda berputar dimaksudkan untuk…

A. mengurangi kelebihan panas pada anoda sehingga mampu dihasilkan berkas sinar-X berdaya kuat.
B. mengganti tabung sumber sinarX secara keseluruhan.
C. menghasilkan berkas sinarX polikromatis.
D. mengubah orientasi dan filamen dengan memilih arah berkas sinarX yang dihasilkan.

Jawaban A, sinarX beranoda berputar didisain untuk mengurangi kelebihan panas pada anoda sehingga menghasilkan berkas sinarX berdaya kuat.

Spektrum polikromatis dapat dihasilkan oleh sumber sinarX. Spektrum ini memiliki sifat…

A. sebaran frekuensi yang sangat sempit mendekati tunggal.
B. sebaran frekuensi kontinu
C. intensitasnya sangat tinggi
D. partikel-partikelnya berbentuk diskrit

Jawan B, karena spektrum polikromatis memiliki sebaran frekuensi kontinu.

Sebuah berkas foton monokromatis sinarX mengenai sebuah material penyerap. Jika intensitasnya direduksi dengan faktor 2 untuk ketebalan material 8 mm, maka besarnya koefisien serapan bahan adalah…

A. 0,002 mm-1
B. 0,033 mm-1
C. 0,751 mm-1
D. 0,087 mm-1

Jawaban D, karena sesuai dengan perhitungan.

Tentukan panjang gelombang karakteristik deret L (α = 7,4) sinarX pada logam Aluminium ?

A. λ = c/C2n
B. λ = 0,03c/Cn
C. λ = 31,36c/C2n
D. λ = c/31,36C2n

Jawaban D, karena sesuai dengan perhitungan.

Beberapa dari sifat-sifat sinarX adalah sebagai berikut kecuali…

A. memiliki panjang gelombang di atas cahaya tampak
B. dapat dihasilkan dalam bentuk sinarX monokromatis dan polikromatis
C. dapat berupa spektrum kontinu maupun diskrit
D. dapat menembus beberapa jaringan tubuh manusia
Jawaban A, karena sinar ini panjang gelombangnya di bawah cahaya tampak

Menurut Mosley, besar frekuensi garis spektrum yang dihasilkan untuk suatu deret spektrum karakteristik berdasarkan nomor atomnya (Z) adalah…

A. c/λ = Cn2(Z-σ)2
B. c/λ = Cn(Z-σ)
C. 1/λ = Cn2(Z-σ)2
D. λ = Cn2(Z-σ)2
Jawaban A, karena sesuai dengan rumus frekuensi menurut Mosley.

Jumlah elektron yang dapat menempati tingkat energi K adalah…

A. 1 elektron
B. 2 elektron
C. 4 elektron
D. 8 elektron

Jawaban B, karena 2 elektron hanya menempati tingkat energi K.

Jika sebuah berkas radiasi EM mengenai material dan menembusnya, maka yang terjadi adalah sebagai berikut kecuali…

A. foton-foton dari radiasi akan diserap atau dipantulkan melalui berbagai mekanisme seperti efek fotolistrik, hamburan Compton dan produksi pasangan.
B. penembusan radiasi dapat digambarkan oleh hukum Beer-Lambert
C. reduksi intensitas mengikuti hukum pelemahan eksponensial.
D. sumber radiasi sinarX sebelum di filter biasanya menghasilkan spektrum diskrit.

Jawaban D, karena sumber akan menghasilkan baik spektrum diskrit maupun kontinu.

Besarnya intensitas radiasi sinarX yang datang dan dapat melewati material setebal 5 mm serta memiliki koefisien serapan linear 0,007 mm-1 adalah…

A. 50%
B. 60,1%
C. 70,5%
D. 81%

Jawaban C, karena sesuai dengan perhitungan.

Apabila sinarX dikenakan pada suatu benda dengan ketebalan tertentu, maka yang terjadi adalah…

A. intensitas berkas radiasi akan direduksi secara linear terhadap ketebalan bahan.
B. intensitas yang ditransmisikan akan lebih kecil dengan intensitas sinar yang datang.
C. koefisien penyerapan untuk suatu senyawa yang terdiri dari beberapa komponen dapat dihitung dengan menjumlahkan koefisien serapan individu komponen-komponen.
D. koefisien serapan tidak dipengaruhi oleh perbedaan massa jenis bahan

Jawaban B, karena intensitas yang ditransmisikan akan lebih kecil dengan intensitas sinar yang datang.

Bacaan Lainnya

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan atau jasa Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Cara daftar pasang iklan gratis

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: Medline Plus, Health Line, Live Science

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz |Matematika|IPA | Geografi & Sejarah|Info Unik|Lainnya


By | 2020-01-29T22:51:19+07:00 Januari 29th, 2020|Fisika, IPA|0 Comments

Leave A Comment