Sensor dan Tranduser

kali ini ane mau ngepost tentan sensor dan transedur karena ane lagi mau lomba KRPAI berkaki 2015

 

Apakah itu sensor?

Sensor merupakan peralatan yang digunakan untuk mengubah besaran fisis tertentu menjadi besaran listrik equivalent yang siap untuk dikondisikan ke elemen berikutnya.

Macam macam sensor

• sensor cahaya merupakan sebuah komponen yang digunakan untuk mendekteksi besarnya lux maupun pancaran dari cahaya contoh : LDR, Photodioda, Phototransistor, Camera, dan lain lain
• Sensor suara merupakan komponen elektronika yang berfungsi mendekteksi maupun menangkap gelombang suara dan dirubah kebesaran listrik contohnya : Microphone
• Sensor Jarak (distance) sensor jenis ini mampu mendekteksi jarak suatu benda maupun besar perpindahan suatu benda contohnya : LVDT, Camera, Sensor Ultrasonic dll
• Sensor Api sensor ini mendekteksi api dengan membaca panjang gelombang suatu cahaya dan dirubahnya kedalam suatu besaran listrik contohnya: UVtron, flame detector

Karakteristik Transistor Bipolar

Karena sekarang ane ditugasin sebagai asisten lab Dasar Elektronika di kampus ingin ngeshare juga tentang apa aja yang dipelajarin dalam praktikumnya salah satunya Karakteristik Transistor Bipolar 

Pengertian Transistor

Transistor  alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Fungsi Kaki Kaki Transistor Bipolar:

1. Fungsi basis kaki basis berfungsi untuk mengatur jalannya arus elektron dari emitor ke kolektor sehingga mempengaruhi kerja dan fungsi dari transistor tersebut.
2. Fungsi kaki emitor kaki emitor berfungsi sebagai gudangnya elektron atau tempat berkumpulnya elektron sebelum dialirkan ke kolektor dan basis. 
3. Fungsi kaki kolektor kolektor berfungsi sebagai tempat pengumpulan elektron yang telah diatur oleh basis sehingga tidak heran kita kadang merasakan kalau sebuah transistor saat bekerja terasa hangat atau bahkan panas, karena hal tersebut terjadi akibat elektron yang terkumpul di kolektron terlalu besar sehingga sebagian terkonversi keluar sebagai panas.

Transistor bipolar mempunyai lima daerah operasi yang berbeda, terutama dibedakan oleh panjar yang diberikan:

• Aktif-maju (atau aktif saja): pertemuan emitor-basis dipanja maju dan pertemuan basis-kolektor dipanjar mundur. Hampir semua transistor didesain untuk mencapai penguatan arus tunggal emitor yang terbesar (\beta_F) dalam moda aktif-maju. in forward-active mode. Dalam keadaan ini arus kolektor-emitor beberapa kali lipat lebih besar dari arus basis.
• Aktif-mundur (atau aktif-terbalik atau terbalik): dengan membalik pemanjaran pada moda aktif-maju, transistor dwikutub memasuki moda aktif-mundur. Pada moda ini, daerah emitor dan kolektor bertukar fungsi. Karena hampir semua BJT didesain untuk penguatan arus moda aktif-maju yang maksimal, \beta_F pada moda terbalik beberapa kaki lipat lebih rendah. Moda transistor ini jarang digunakan, dan hanya diperhitungkan untuk kondisi kegagalan dan untuk beberapa jenis logika dwikutub. Tegangan tembus panjar terbalik pada basis mungkin lebih rendah pada moda ini.
• Jenuh(Saturasi): dengan semua pertemuan dipanjar maju, BJT memasuki moda jenuh dan memberikan konduksi arus yang besar dari emitor km kolektor. Moda ini berkorespondensi dengan logika hidup, atau sakelar yang tertutup.
• Putus(cut-off): pada keadaan putus, pemanjaran bertolak belakang dengan keadaan jenuh (semua pertemuan dipanjar terbalik). Arus yang mengalir sangat kecil, dengan demikian berkorespondensi dengan logika mati, atau sakelar yang terbuka.
• Tembusan bandang
• Walaupun daerah-daerah tersebut didefinisikan dengan baik untuk tegangan yang cukup besar, mereka bertumpang tindih jika tegangan panjar yang dikenakan terlalu kecil (kurang dari beberapa ratus milivolt).

Besaran-besaran/parameter dalam karakteristik transistor 

Setiap transistor mempunyai karakteristik tersendiri dan dibuat dengan ketentuan-ketentuan tertentu dari pabrik pembuatnya.  Berikut adalah besaran-besaran yang ada dalam karakteristik setiap transistor :

• Pd max. (Power dissipation, maximal) adalah ketentuan disipasi daya maximal. Daya yang dibebankan kepada transistor harus berada di bawah angka ketentuan ini.
• fT adalah batasan frekwensi-guling. Pada frekwensi ini transistor tidak lagi bekerja dengan baik (pada rangkaian common-emittor).
• VCBO adalah batas tegangan tertinggi kolektor-basis (emitor dalam keadaan terbuka/tidak tersambung).
• VCEO adalah batas tegangan tertinggi kolektor-emitor (basis dalam keadaan terbuka)
• VEBO adalah batas tegangan terbalik tertinggi basis- emitor (kolektor dalam keadaan terbuka).
• Ic adalah arus kontinyu tertinggi yang mengalir pada kolektor.
• ICBO adalah arus bocoran yang mengalir ketika kolektor-basis berada pada tegangan tertentu (emitor dalam keadaan terbuka).
• hfe adalah faktor penguatan arus untuk sinyal AC kecil (pada rangkaian common-emittor).
• hFE adalah faktor penguatan arus DC atau sinyal arus besar (pada rangkaian common-emittor). Nilai hFE ini berdekatan dengan nilai hfe, karenanya seringkali dianggap sama.

Besaran-besaran dalam karakteristik transistor ini bisa diketahui dari data pabrik pembuat transistor, atau dalam buku-buku data transistor.

Arus bias

Ada tiga cara yang umum untuk memberi arus bias pada transistor, yaitu rangkaian CE (Common Emitter), CC (Common Collector) dan CB (Common Base). Namun saat ini akan lebih detail dijelaskan bias transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan berguna terutama untuk memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor power, misalnya.

Arus Emiter

Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk kesatu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika teorema tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan hubungan :

IE = IC + IB ........(1)

Persamanaan (1) tersebut mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus kolektor IC dengan arus base IB. Karena arus IB sangat kecil sekali atau disebutkan IB <<>C, maka dapat di nyatakan :

IE = IC ..........(2)

Alpha (a)

Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesikikasiadc (alpha dc) yang tidak lain adalah :

adc = IC/IE ..............(3)

Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor.

Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus emiter maka idealnya besaradc adalah = 1 (satu). Namun umumnya transistor yang ada memilikiadc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99.

Beta (b)

Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor dengan arus base.

b = IC/IB ............. (4)

Dengan kata lain,b adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika dalam merencanakan rangkaiannya.

Misalnya jika suatu transistor diketahui besarb=250 dan diinginkan arus kolektor sebesar 10 mA, maka berapakah arus bias base yang diperlukan. Tentu jawabannya sangat mudah yaitu :

IB = IC/b = 10mA/250 = 40 uA

Arus yang terjadi pada kolektor transistor yang memiliki b = 200 jika diberi arus bias base sebesar 0.1mA adalah :

IC = b IB = 200 x 0.1mA = 20 mA

Dari rumusan ini lebih terlihat defenisi penguatan arus transistor, yaitu sekali lagi, arus base yang kecil menjadi arus kolektor yang lebih besar.

Common Emitter (CE)

Rangkaian CE adalah rangkain yang paling sering digunakan untuk berbagai aplikasi yang mengunakan transistor. Dinamakan rangkaian CE, sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt dihubungkan pada titik emiter.

Sekilas Tentang Notasi

Ada beberapa notasi yang sering digunakan untuk mununjukkan besar tegangan pada suatu titik maupun antar titik. Notasi dengan 1 subscript adalah untuk menunjukkan besar tegangan pada satu titik, misalnya VC = tegangan kolektor, VB = tegangan base dan VE = tegangan emiter.

Ada juga notasi dengan 2 subscript yang dipakai untuk menunjukkan besar tegangan antar 2 titik, yang disebut juga dengan tegangan jepit. Diantaranya adalah :

VCE = tegangan jepit kolektor- emitor

VBE = tegangan jepit base - emitor

VCB = tegangan jepit kolektor - base

Notasi seperti VBB, VCC, VEE berturut-turut adalah besar sumber tegangan yang masuk ke titik base, kolektor dan emitor.

Kurva Base

Hubungan antara IB dan VBE tentu saja akan berupa kurva dioda. Karena memang telah diketahui bahwa junction base-emitor tidak lain adalah sebuah dioda. Jika hukum Ohm diterapkan pada loop base diketahui adalah :

IB = (VBB - VBE) / RB ......... (5)

VBE adalah tegangan jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya akan mengalir jika tegangan antara base-emitor lebih besar dari VBE. Sehingga arus IB mulai aktif mengalir pada saat nilai VBE tertentu.

Besar VBE umumnya tercantum di dalam databook. Tetapi untuk penyerdehanaan umumnya diketahui VBE = 0.7 volt untuk transistor silikon dan VBE = 0.3 volt untuk transistor germanium. Nilai ideal VBE = 0 volt.

Sampai disini akan sangat mudah mengetahui arus IB dan arus IC dari rangkaian berikut ini, jika diketahui besar b = 200. Katakanlah yang digunakan adalah transistor yang dibuat dari bahan silikon.

IB = (VBB - VBE) / RB

= (2V - 0.7V) / 100 K

= 13 uA

Dengan b = 200, maka arus kolektor adalah :

IC = bIB = 200 x 13uA = 2.6 mA

Kurva Kolektor

Sekarang sudah diketahui konsep arus base dan arus kolektor. Satu hal lain yang menarik adalah bagaimana hubungan antara arus base IB, arus kolektor IC dan tegangan kolektor-emiter VCE. Dengan mengunakan rangkaian-01, tegangan VBB dan VCC dapat diatur untuk memperoleh plot garis-garis kurva kolektor. Pada gambar berikut telah diplot beberapa kurva kolektor arus IC terhadap VCE dimana arus IB dibuat konstan.

Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah saturasi, lalu daerah cut-off, kemudian daerah aktif dan seterusnya daerah breakdown.

Daerah Aktif

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).

Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor (rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan :

VCE = VCC - ICRC .............. (6)

Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah :

PD = VCE.IC ............... (7)

Rumus ini mengatakan jumlah dissipasi daya transistor adalah tegangan kolektor-emitor dikali jumlah arus yang melewatinya. Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi PDmax. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya PDmax, maka transistor dapat rusak atau terbakar.

Daerah Saturasi

Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-base yang mana tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron.

Daerah Cut-Off

Jika kemudian tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba-tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON). Perubahan ini dipakai pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.

Misalkan pada rangkaian driver LED di atas, transistor yang digunakan adalah transistor dengan b = 50. Penyalaan LED diatur oleh sebuah gerbang logika (logic gate) dengan arus output high = 400 uA dan diketahui tegangan forward LED, VLED = 2.4 volt. Lalu pertanyaannya adalah, berapakah seharusnya resistansi RL yang dipakai.

IC = bIB = 50 x 400 uA = 20 mA

Arus sebesar ini cukup untuk menyalakan LED pada saat transistor cut-off. Tegangan VCE pada saat cut-off idealnya = 0, dan aproksimasi ini sudah cukup untuk rangkaian ini.

RL = (VCC - VLED - VCE) / IC

= (5 - 2.4 - 0)V / 20 mA

= 2.6V / 20 mA

= 130 Ohm

Daerah Breakdown

Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan VCE lebih dari 40V, arus IC menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat merusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan VCEmax yang diperbolehkan sebelum breakdown bervariasi. VCEmax pada databook transistor selalu dicantumkan juga.

Datasheet transistor

Sebelumnya telah disinggung beberapa spesifikasi transistor, seperti tegangan VCEmax dan PD max. Sering juga dicantumkan di datasheet keterangan lain tentang arus ICmax VCBmax dan VEBmax. Ada juga PDmax pada TA = 25o dan PDmax pada TC = 25o. Misalnya pada transistor 2N3904 dicantumkan data-data seperti :

VCBmax = 60V

VCEOmax = 40V

VEBmax = 6 V

ICmax = 200 mAdc

PDmax = 625 mW TA = 25o

PDmax = 1.5W TC = 25o

TA adalah temperature ambient yaitu suhu kamar. Sedangkan TC adalah temperature cashing transistor. Dengan demikian jika transistor dilengkapi dengan heatshink, maka transistor tersebut dapat bekerja dengan kemampuan dissipasi daya yang lebih besar.

b atau hFE

Pada system analisa rangkaian dikenal juga parameter h, dengan meyebutkan hFE sebagai bdc untuk mengatakan penguatan arus.

bdc = hFE ................... (8)

Sama seperti pencantuman nilai bdc, di datasheet umumnya dicantumkan nilai hFE minimum (hFE min ) dan nilai maksimunya (hFE max).

Pemanfaatan Sinar X

Pada kali ini saya akan membahas tentang pemanfaatan sinar x serta bagaimana efeknya

Sinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetikdengan 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. Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosisgambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.

Sinar-X ditemukan oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Sinar-X 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. Penggunaan sinar-x adalah sesuatu yang penting untuk diagnosa gigi geligi serta jaringan sekitarnya dan pemakaian yang paling banyak pada diagnostic imaging system. 

Perbedaan antara sinar dengan sinar elektromagnetik lainnya terletak pada panjang gelombang dimana panjang gelombang pada Sinar-X lebih pendek yaitu :

1 A = 1/100.000.000 cm = 10-8 cm.

Sifat Sinar-X

Daya tembus → Sinar-X dapat menembus bahan atau massa yang padat dengan daya tembus yang sangat besar.

Pertebaran → Apabila berkas sinar x 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.

Penyerapan → Sinar-X 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.

Fluoresensi → Sinar-X menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium tungstat atau zink sulfide memendarkan cahaya (luminisensi).

Ionisasi → Efek primer dari Sinar-X apabila mengenai suatu bahan atau zat dapat menimbulkan ionisasi partikel-partikel atau zat tersebut.

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

Terjadinya Sinar-X

Pada dasarnya pesawat Sinar-X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung Sinar-X, sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung Sinar-X, dan unit pengatur.

Di dalam tabung roentgen ada katoda dan anoda dimana pada tabung tersebut dalam keadaan vakum fungsinya agar elektron yang bergerak cepat dapat bergerak bebas dan tidak bertumbukan dengan elektron lain. kemudian pada tabung rontgen diberi sumber listrik untuk memanaskan katoda (filament) kira-kira lebih dari 20.0000C sampai menyala dengan mengantarkan listrik dari transformator, Karena panas maka electron-electron dari katoda (filament) terlepas, dengan memberikan tegangan tinggi maka electron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target), electron yang bergerak dengan kecepatan tinggi (karena ada beda potensial 1000 Kvolt) yang mengenai target anoda, electron tiba-tiba akan mengalami perlambatan saat mendekati target karena pengaruh gaya inti atom (target anoda) sehingga menimbulkan Sinar-X yang mana dinamakan Sinar-X Brehmsstrahlung, elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas (99%) dan Sinar-X (1%), Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung melelui jendela yang disebut diafragma, panas yang ditimbulkan pada target (sasaran) akibat benturan elektron dihilangkan dengan radiator pendingin.

 

Keterangan gambar:

1. Katoda                     4. Keping wolfarm       7. Anoda

2. Filamen                    5. Ruang hampa           8. Diapragma

3. Bidang fokus           6. Selubung                  9. Berkas sinar guna

Prinsip kerja dari pembangkit sinar-X dapat dijelaskan sebagai berikut, beda potensial yang diberikan antara katoda dan anoda menggunakan sumber yang bertegangan tinggi. Produksi sinar-X dihasilkan dalam suatu tabung berisi suatu perlengkapan yang diperlukan untuk menghasilkan sinar-X yaitu bahan penghenti atau sasaran dan ruang hampa.

Elektron bebas terjadi karena emisi dari filamen yang dipanaskan. Dengan sistem fokus, elektron bebas yang dipancarkan terpusat menuju anoda. Gerakan elektron ini akan dipercepat dari katoda menuju anoda bila antara katoda dan anoda diberi beda potensial yang cukup besar. Gerakan elektron yang berkecepatan tinggi dihentikan oleh suatu bahan yang ditempatkan pada anoda. Tumbukan antara elektron dengan anoda ini menghasilkan sinar-X, pada tumbukan antara elektron dengan sasaran akan ada energi yang hilang. Energi ini akan diserap oleh sasaran dan berubah menjadi panas sehingga bahan sasaran akan mudah memuai. Untuk menghindarinya bahan sasaran dipilih yang berbentuk padat. Bahan yang biasa digunakan sebagai anoda adalah platina, wolfram, atau tungsten.

Untuk menghasilkan energi sinar-X yang lebih besar, tegangan yang diberikan ditingkatkan sehingga menghasilkan elektron dengan kecepatan yang lebih tinggi. Dengan demikian energi kinetik yang dapat diubah menjadi sinar-X juga lebih besar.

A.     Interaksi Sinar-X dengan Bahan

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 elektromagnnetik 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

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

1.      Efek foto listrik

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

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 kinetik nya. Seluruh energi foton dipakai dalam proses tersebut:

E = hf = Q +Ek

Dengan:

Q = energi ikat elektron,

Ek = energi kinetik

E = energi (joule)

F = frekwensi (hertz)

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

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.

Dalam radiografi, tulang (calsium) akan lebih banyak menyerap enersi sinar-X bila dibandingkan dengan jaringan lunak yang terdiri dari otot dan lemak. Akibatnya jumlah enersi yang melewati jaringan lunak lebih banyak, yang mengenai film juga lebih banyak, sehingga gambar jaringan lunak pada fim lebih hitam.

Penyerapan pada tulang dan jaringan lunak :

• Pada eksposi diagnostik (40-100 KeV), kejadian fotolistrik pada tulang lebih kurang 7 kali lebih besar daripada kejadian fotolistrik pada jaringan lunak. 
•  Pada eksposi 60 kV, jaringan lunak tidak mampu lagi menyerap sinar-X, dan pada eksposi 120 kV ketas, tulang dan jaringan lunak sudah tidak dapat menyerap sinar-X

1.      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:

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 = mc2

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

p = E = mv

                                                                         c

Dengan:

E = energi (Joule)

m = massa (Kg)

c = Kecepatan cahaya (m/dtk)

p = momentum

v = kecepatan elektron (m/dtk)

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.

Hamburan Compton pada tulang dan pada jaringan lunak :

•       Jika nomor atom tulang lebih tinggi daripada nomor atom jaringan lunak, maka hamburan

lebih banyak terjadi pada tulang dibandingkan dengan jaringan lunak.

•       Pada eksposi diagnostik, mulai 40 kV perbedaan hamburan pada tulang dan jaringan lunak signifikan, makin mendekati sampai pada 85 kV, selanjutnya hamburan pada tulang dan jaringan lunak akan sama besar.

Jumlah kejadian fotolistrik dan Compton pada kV diagnostik :

1.      Diawali dari nilai kV 50 hingga 120, kejadian fotolistrik main menurun jumlahnya.

2.      Sementara pada rentang yang sama, makin meningkat nilai kV kejadian Compton juga semakin meningkat.

Efek kejadian fotolistrik dan Compton :

•       Peristiwa fotolistrik dan Compton  pada hakekatnya melepaskan elektron dari orbit atom

bahan yang dikenainya.

•       Apabila elektron yang terlepas berasal dari orbit dalam, maka akan diikuti dengan peristiwa transisi, yang mengakibatkan terjadinya sinar-X karakteristik.

Contoh pada atom karbon.

Bahan karbon banyak digunakan dalam radioogi diagnostik untuk membuat peralatan seperti kaset, meja pemeriksaan, dan lain-lain. Atom karbon yang dikenai enersi penyinaran diagnostik, dapat melepas elektron dari orbit dalam, diikuti transisi dan mengakibatkan terjadinya foton karakteristik.

Berikut hasil pemotretan dengan rontgen…

Pemanfaatan Sinar-X dalam Dunia Medis

Radiasi sinar-X merupakan suatu gelombang elektromagnetik dengan gelombang pendek. 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 nuklir. Pemanfaatan sinar-X di bidang kedokteran nuklir merupakan salah satu Cara untuk meningkatkan kesehatan masyarakat. Aplikasi ini telah cukup beragam mulai dari radiasi untuk diagnostik, pemeriksaan sinar-X gigi dan penggunaan radiasi sinar-X untuk terapi. Radioterapi adalah suatu pengobatan yang menggunakan sinar pengion yang banyak dipakai untuk menangani penyakit kanker. Alat diagnosis yang banyak digunakan di daerah adalah pesawat sinar-X (photo Rontgen) yang berfungsi untuk photo thorax, tulang tangan atau kaki dan organ tubuh yang lainnya. Radiasi di bidang kedokteran membawa manfaat yang cukup nyata bagi yang menggunakannya. Dengan radiasi suatu penyakit atau kelainan organ tubuh dapat lebih awal kita diketahui dan pendeteksiannya lebih teliti.

Bahaya Sinar-X

1. Bila sinar-x mengenai tubuh manusia akan menyebabkan jaringan kulit menjadi mengering, jaringan tulang akan keropos dan sel telur perempuan akan mati, sehingga menyebabkan mandul.

2. Radiasi dari sinar-x ini bukanlah penyakit, akan tetapi dampak radiasi ini akan menurunkan tingkat stamina dan kekebalan tubuh seseorang.

3. Sinar-x yang dipaparkan kepada wanita hamil dapat berpotensi menimbulkan keguguran, atau cacat janin, termasuk malformasi, pertumbuhan terlambat, terbentuk kanker pada usia dewasanya, atau kelainan lainnya.

4. Penahanan sinar-X

Apabila partikel beta berkecepatan tinggi melaju menembus materi, maka intensitas sinar-X yang diperoleh dari pemancaran akan menjadi besar dan sebanding dengan nomor atom target. Semakin tinggi energi sinar-X, maka semakin besar penyebarannya ke arah depan. Energi sinar-X sebanding dengan arah penyebarannya. Pada zat radioaktif tertentu sinar-X dapat terbentuk di dalam zat itu sendiri. Sehingga pada zat radioaktif tersebut diperlukan penahan untuk sinar-X terutama pada jenis zat radioaktif pemancar radiasi beta berenergi tinggi yang juga disertai dengan pemancaran radiasi gamma. Dari hal tersebut, dapat diketahui bahwa untuk bahan penahan zat radioaktif yang dapat memancarkan radiasi beta berenergi tinggi, sebaiknya digunakan timbal yang memiliki lapisan materi bernomor atom kecil di bagian dalamnya misalnya plastik atau aluminium

catatan penulis:

radiasi yang berbahaya bukan dari sinar x saja tetapi banyak peralatan yang kita gunakan sehari-hari yang mengeluarkan radiasi seperti handphone ,laptop, bahkan lampu