SINAR X TEMUAN PERTAMA DUNIA FISIKA MODERN

 SINAR X TEMUAN PERTAMA DUNIA FISIKA MODERN

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada era globalisasi, banyak manusia memanfaatkan teknologi khususnya dibidang kesehatan untuk membantu pengobatan. Di sisi lain keamanan teknnologi harus lebih diperhatikan supaya tidak merugikan atau memperburuk keadaan. Salah satu teknologi yang dikembangkan di dunia kesehatan atau ahli medis untuk mengobati pasiennya 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 dibidang 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 ditingkatkan fungsinya lebih luas yaitu melalui alat baru yang disebut dengan CT. Scan (Computed Tomography Scan). Adanya peralatan yang menggunakan sinar X maka akan membantu dalam mendiagnosis dan pengobatan (terapi) suatu penyakit, sehingga dapat meningkatkan kesehatan manusia.

Tetapi apakah sinar penggunaan sinar X itu tidak berbahaya bagi manusia? Padahal daya tembus sinar X cukup besar, apakah jaringan tubuh manusia aman ketika terkena paparan dari sinar X terlalu lama?

 

B.     Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah yang dapat diangkat adalah sebagai berikut:

1.      Apa pengertian sinar X?

2.      Bagaimana sejarah sinar X?

3.      Bagaimana cara kerja sinar X?

4.      Bagaimana sifat-sifat sinar X?

5.      Apa manfaat sinar X?

6.      Apa bahaya radiasi sinar X?

 

C.    Tujuan Masalah

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah, sebagai berikut:

1.      Untuk mengetahui apa pengertian sinar X.

2.      Untuk mengetahui bagaimana sejarah sinar X.

3.      Untuk mengetahui bagaimana cara kerja sinar X.

4.      Untuk mengetahui sifat-sifat sinar X.

5.      Untuk mengetahui apa manfaat sinar X.

6.      Untuk mengetahui bahaya radiasi sinar X.

D.    Batasan Masalah

Agar penulisan makalah ini tidak menyimpang dan mengambang dari tujuan yang semula direncanakan maka penulis membuat batasan masalah pada makalah ini adalah hanya membahas tentang definisi/pengertian, sejarah, cara kerja, sifat-sifat, manfaat, dan bahaya radiasi dari sinar X.

 

BAB II

BIOGRAFI

A.    Biografi Penemu Sinar X

Wilhelm Conrad Röntgen lahir di Lennep Prusia pada tanggal 27 Maret 1845. Jasa paling besarnya adalah penemuannya tentang metode sinar X atau sinar rontgen yang kemudian menandai dimulainya zaman fisika modern dan merevolusi kedokteran diagnostic. Karena itu pula Rontgen mendapat penghargaan Nobel pada tahun 1901.

                           

Gambar 1.1 Wilhelm Conrad Röntgen penemu sinar X

Kala muda Rontgen kuliah di Universitas Zurich, Jerman. Di sanalah ia memperoleh gelar doctor pada tahun 1869. Setelah itu, kurang lebih selama sembilan belas tahun, ia mengajar dan bekerja di berbagai universitas diantaranya guru besar fisika di Universitas Strasbourg (1876-1879), Giessen (1879-1888), Wurzburg (1888-1900), dan Munich (1900-1920). Puncaknya pada tahun 1895 ia berhasil menemukan sinar X yang membuat nama Wilhelm Conrad Rontgen semakin dikenal dunia. Di bulan Desember 1895, Rontgen menuliskan hasil penelitian tentang sinar X tersebut. Dan dalam waktu sekejap, hasil laporan Rontgen tentang sinar X langsung menggemparkan Eropa. Dalam waktu beberapa bulan, ratusan ilmuwan pun mulai melakukan penyelidikan mengenai sinar X dan dalam kurun waktu setahun diskusi mengenai sinar X pun masih terus dilakukan, bahkan laporan mengenai penelitian sinar X kala itu mencapai seribu kertas kerja.

Secara khusus, temuan Rontgen tentang sinar X sangat member sumbangan besar dan kemajuan dunia kedokteran. Karena itulah sinar X dikenal juga dengan nama Sinar Rontgen. Metode sinar Rontgen sendiri hingga sekarang masih dipakai dalam ilmu kedokteran. Namun secara umum, sinar X pun juga berguna dalam hal keperluan lain, di bidang industry misalnya, sinar X bias digunakan untuk mengukur suatu benda atau mencari kerusakan yang tersembunyi. Selain itu sinar X juga banyak berperan di banyak bidang penyelidikan ilmiah, mulai dari biologi hingga astronomi.

Enam tahun paska riset sinar X, karena penelitian yang luar biasa dan kontrubusinya ke masyarakat, Wilhelm Conrad Rontgen mendapat penghargaan Nobel untuk bidang Fisika pada tahun 1901. Dalam kesuksesan karirnya, Rontgen selalu didampingi sang istri, Anna Bertha Ludwig, kemenakan dari sastrawan Otto Ludwig yang ia nikahi pada tahun 1872 di Apeldoorn, Belkita. Karena tidak memiliki anak, mereka mengadopsi anak berusia 6 tahun bernama Josephine Bertha Ludwig di tahun 1887. Sang istri, Anna Bertha Ludwig selalu setia mendampingi Rontgen dari sebelum sampai ia menjadi terkenal. Namun pada tahun 1918, sang istri meninggal dunia. Lima tahun kemudian tepatnya pada 10 Februari 1923, Wilhelm Conrad Rontgen pun tutup usia akibat menderita karsinoma usus. 

Penelitiannya juga termasuk karya pada elastisitas, gerak pipa rambut pada fluida, panas gas tertentu, konduksi panas pada kristal, penyerapan panas oleh gas, dan piezoelektrisitas.

 

B.     Teori

Semenjak menemukan sinar X, Wilhelm Conrad Rontgen pun terus melakukan penelitian dengan memfokuskan hal-hal yang terkandung dalam sinar X. setelah bekerja keras selama berminggu-minggu, Rontgen pun berhasil menemukan beberapa kesimpulan yakni:

1.      Sinar X bisa membuat sinar berbagai benda kimia selain Barium Platinocyanide.

2.      Sinar X dapat menerobos berbagai benda yang tak bisa ditembus oleh cahaya biasa. Sebagai contoh, sinar X dapat menembus langsung daging tetapi berhenti pada tulangnya. Dalam percobaannya, ia meletakan tangan diantara tabung sinar Cathode dan layar yang bersinar. Alhasil ia dapat melihat di layar bayangan dari tulang tangannya.

3.      Sinar X berjalan menurut garis lurus, tidak seperti partikel bermuatan listrik, sinar X tidak terbelokkan oleh bidang magnet.

BAB III

METODOLOGI PENULISAN DAN SUMBER INFORMASI

            Dalam pengumpulan data dan infomasi ini, saya menggunakan keterangan dan data-data yang diperoleh dari berbagai sumber. Adapun dalam penulisan makalah ini saya menggunakan metode literatural (kepustakaan) dan internet.

            Metode ini mengacu pada pengumpulan data melalui beberapa buku dan browsing sebagai bahan informasi dengan melihat dan membaca berbagai keterangan yang berhubungan dengan pembahasan materi dalam makalah ini.

 

 

BAB IV

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Sinar X

Sinar X atau sinar Rontgen adalah gelombang elektromagnetik yang dapat menembus benda-benda lunak seperti daging dan kulit akan tetapi tidak dapat menembus tulang, gigi dan logam karena hanya memiliki panjang gelombang  sampai  dan frekuensi sekitar  sampai  Hz.

Sinar X adalah gelombang elektromagnetik dari electron 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.

 

B.     Sejarah Sinar X

Sinar X pertama kali ditemukan oleh fisikawan berkebangsaan Jerman,Wilhelm Conrad Rontgen pada tanggal 8 November 1895. Saat itu Rontgen bekerja menggunakan tabung. Dia mengamati nyala hijau pada tabung yang sebelumnya menarik perhatian crookes. Rontgen selanjutnya mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam dengan harapan agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun setelah ditutup ternyata masih ada sesuatu yang dapat lewat. Rontgen menyimpulkan bahwa ada sinar-sinar tak tampak yang mampu menerobos kertas hitam tersebut.

Pada saat Rontgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar katoda, beliau mendapatkan bahwa ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat dari Barium Platinocyanide yuang kebetulan berada didekatnya. Jika sumber listrik dipadamkan, maka cahaya pendarpun hilang. Rontgen segera menyadari bahwa sejenis sinar yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena sebelumnya tidak pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar X. nama itu ia ambil dari simbo “X” dalam ilmu matematika yang berarti sesuatu yang tidak diketahui. Namun untuk menghargai jasa beliau dalam penemuan ini, maka seringkali sinar X itu dinamai dengan sinar Rontgen.

Nyala hijau yang terlihat oleh crookes dan Rontgen akhirnya diketahui bahwa sinar tersebut tak lain adalah gelombang cahaya yang dipancarkan oleh dinding kaca pada tabung sewaktu electron menabrak dinding ituy. Sebagai akibat terjadinya pelucutan listrik melalui gas yang masih tersisa di dalam  tabung. Pada saat yang bersamaan elekton itu merangsang atom pada kaca untuk mengeluarkan gelombang elektromagnetik yang oanjang gelombangnya sangat pendek dalam bentu sinar X. Sejak saat itu, para ahli fisika telah mengetahui bahwa sinar X dapat dihasilkan bila electron dengan kecepatan yang sangat tinggi menabrak atom.

 

Gambar 1.2 Gambar sinar X pertama yang diambil oleh Rontgen

dari tangan istrinya, Anna Bertha.

Rasa penasaran Rontgen dengan penemuan yang tidak disengaja, Rontgen ingin memusatkan perhatiannya untuk meneliti sinar X lebih dalam lagi dan dari penelitian itu beliau mendapatkan bahwa sinar X dapat menembus berbagai materi yang tidak dapat ditembus oleh sinar tampak seperti sinar lampu. Disamping itu, Rontgen juga bisa melihat bayangan tulang tangan istrinya pada layar yang terpendar dengan cara menempatkan tangan istrinya di antara tabung sinar katoda dan layar. Dari hasil penyelidikan berikutnya Rontgen mengetahui bahwa sinar X dapat merambat lurus dan tidak dibelokkan baik oleh medan listrik maupun medan magnet.

 

C.    Cara Kerja Sinar X

Dalam kehidupan sekarang atau era modern, penciptaan sinar X tak lagi mengandalkan mekanisme tabung crookes, melainkan dengan menggunakan pesawat sinar X modern.  Pesawat sinar X modern pada dasarnya membangkitkan sinar X dengan menghantam target logam dengan electron berkecepatan tinggi sehingga menghasilkan energy tinggi juga, dan mampu menembus electron-elektron orbital luar pada materi target hingga menumbuk electron orbital pada kulit k (terdekat inti atom).

Electron yang tertumbuk akan terpental dari orbitnya, meninggalkan hole pada tempatnya semula. Hole yang ditinggalkannya itu akan diisi electron dari kulit luar dan proses itu melibatkan pelepasan foton (cahaya elektromagnetik) dari electron pengisi tersebut. Foton yang keluar itulah yang kemudian disebut sinar X karakteristik. Adapun mekanisme lain yang mungkin terjadi adalah emisi foton yang dialami oleh electron cepat yang dibelokan oleh inti atom target atas konsekuensi dari interaksi coulomb antara inti atom target dengan electron cepat. Proses pembelokan ini melibatkan perlambatan dan karenanya memerlukan emisi energy berupa foton. Mekanisme ini disebut bremsstrahlung (bahas Jerman dari “radiasi pengereman”).

Gambar 1.3 Proses produksi sinar X

Beda potensial anoda dan katoda dibuat sedemikian rupa sehingga mencapai angka yang cukup untuk membuat electron melompat dengan kecepatan tinggi setelah katoda diberi energy 1000 volt. Setelah electron pada katoda melompat dan menghantam filamen pada anoda, terjadilah sinar X yang terjadi dengan mekanisme sinar X karakteristik ataupun bremsstrahlung. Karena filament pada anoda dimiringkan ke bawah, keluar dari pesawat sinar X lalu melewati jaringan yang dipotret. Bayangan akan terbentuk pada film yang diletakkan di bawahnya.

 

D.    Sifat-sifat Sinar X

Sifat-sifat dari sinar X atau sinar Rontgen adalah sebagai berikut:

1.      Mempunyai daya tembus yang tinggi sampai mampu menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi.

2.   Mempunyai panjang gelombang yaitu:  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.

 

E.     Manfaat Sinar X

Manfaat sinar X pada kehidupan manusia adalah sebagai berikut:

1.      Bidang Kesehatan

a.       Sinar X lembut digunakan untuk mengambil gambar foto yang dikenal sebagai radiograf. Sinar X boleh menembusi badan manusia tetapi diserap oleh bagian yang lebih tumpat seperti tulang.

b.      Sinar X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanker. Proses  ini dikenal sebagai radioterapi.

2.      Bidang Perindustrian

a.       Mengetahui kecacatan dalam struktur binaan atau bagian-bagian dalam mesin dan engine.

b.      Memperbaiki rekahan dalampipa logam, dinding konkret dan tekanan tinggi.

c.       Memeriksa retakan dalam struktur plastic dan getah.

3.      Bidang Penyelidikan

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

4.      Kegunaan Lainnya

a.       Sinar X digunakan untuk mengesahkan pada suatu lukisan atau objek seni purba benar atau tiruan.

b.      Dilapangan kapal terbang, sinar X digunakan untuk memeriksa barang atau bagasi penumpang.

 

F.     Bahaya Radiasi Sinar X

Walaupun sinar X sangat berguna kepada manusia, tetapi pemakaian secara berlebihan dapat menyebabkan hal-hal sebagai berikut:

a.       Pemusnahan sel-sel dalam badan

b.      Perubahan struktur genetic suatu sel

c.       Penyakit kanker darah

d.      Kesan-kesan buruk, seperti rambut gugur

e.       Kulit menjadi merah dan bisul

f.        Radiasi sinar X dapat membunuh monosit (salah satu jenis sel darah putih) yang terdapat pada dinding arteri sehingga dapat mengakibatkan kadar monocyte chemo-attractant protein 1 (MCP-1) yang dapat mengarah kepada penyakit kardiovaskular.

g.      Kanker

Selain penyebab yang disebutkan di atas ada beberapa efek merugikan yang muncul pada tubuh manusia karena terpapar sinar X segera teramati beberapa saat setelah penemuan. Kedua jenis radiasi tersebut yaitu berupa kerontokan rambut dan kerusakan kulit. Meskipun beberapa efek merugikan dari sinar X telah teramati, namun upaya perlindungan terhadap bahaya penyinaran sinar X belum terpikirkan.

 

BAB V

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Sinar X pertama kali ditemukan oleh fisikawan berkebangsaan Jerman Wilhelm Conrad Rontgen pada tanggal 8 November 1895 yang 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 memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia terutama di bidang kesehatan, perindustrian dan penyelidikan. Dibalik manfaat sinar X yang banyak,terdapat juga dampak atau bahaya paparan radiasi sinar X seperti kanker, rambut rontok dan kerusakan pada kulit.

 

B.     Saran

Untuk generasi penerus agar selalu giat dalam belajar agar nanti bisa menciptakan teknologi pengobatan dengan menggunakan sinar X yang semakin aman dan agar berhati-hati dalam menggunakan sinar X.

DAFTAR PUSTAKA

 

Elektromedik. “Seputar tentang Sinar X dan Penemunya”. Elektomedik’s Weblog (September 2008). www.elektromedik.wordpress.com. (06/08/2018)

Hsfbot. “Sinar-X”. Wikipedia (November 2017). www.wikipedia.org. (05/08/2018)

Hsfbot. “Wilhelm Conrad Röntgen”. Wikipedia (Desember 2017). www.wikipedia.org. (05/08/2018)

Icky. “Tabung Sinar X”. Radiologi Sciences (Maret 2011). www.ilmuradiologi.blogspot.com. (06/08/2018)

Selviana, Nunuk. “Sinar X”. Perkembangan Sinar-X (Mei 2013). www.nunukselvi.blogspot.com. (06/08/2018)

Suzuka, Miya. “Sejarah Sinar X sebagai Penemuan tak Disengaja”. ARK21 Records (Februari 2017). www.ark21.com. (06/08/2018)

Syahputra, Arbi. 2018. 100 Tokoh Modern Paling Berpengaruh di Dunia. Yogyakarta: C-Klik Media

Wink. “Biografi Wilhelm Conrad Rontgen-Penemu Sinar X”. Biografiku (Januari 2009). www.biografiku.com. (06/08/2018)