Mengenal Sinar-X: Teknologi dan Penggunaannya dalam Ilmu Fisika dan Medis

Sinar-X adalah jenis radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat pendek, ditemukan oleh Wilhelm Röntgen pada tahun 1895. Penemuan ini membawa banyak perubahan dalam berbagai bidang, terutama di ilmu fisika dan dunia medis. Dalam artikel ini, kita akan membahas cara kerja sinar-X serta bagaimana penggunaannya dalam kedua bidang tersebut. 

Cara Kerja Sinar-X

Sinar-X dihasilkan dengan cara menembakkan elektron berenergi tinggi ke target logam seperti tungsten. Ketika elektron ini menabrak target, dua jenis radiasi terbentuk: 

• Radiasi Bremstrahlung yakni terjadi pada saat elektron yang dipercepat melambat setelah mendekati inti atom.
• Radiasi Karakteristik yakni terjadi pada saatsuatu elektron dalam atom target dipindahkan ke kulit atom yang lebih rendah.

Energi foton sinar-X dapat di hitung dengan rumus:

Rumus mencari nilai energi foton. (Sumber: Dokumen Pribadi).

.Dengan prinsip kerja ini, sinar-X memiliki kemampuan untuk menembus berbagai bahan, termasuk tubuh manusia, sehingga bisa digunakan dalam berbagai aplikasi penting di bidang medis dan fisika. 

Penggunaan Sinar-X dalam Ilmu Fisika

Di bidang fisika, sinar-X sering digunakan untuk mempelajari struktur materi pada tingkat mikroskopis, khususnya dalam teknik difraksi sinar-X. Teknik ini memungkinkan para ilmuwan mengetahui jarak antar lapisan atom dalam suatu material. Hukum Bragg yang digunakan dalam teknik ini menjelaskan hubungan antara sudut difraksi dan jarak antar lapisan atom: 

Rumus Hukum Bragg. (Sumber: Dokumen Pribadi).

Dengan menggunakan teknik ini, sinar-X membantu dalam penelitian tentang struktur kristal dan material. 

Penggunaan Sinar-X dalam Dunia Medis

Dalam dunia medis, sinar-X digunakan dalam berbagai prosedur untuk mendiagnosis dan mengobati berbagai penyakit. Beberapa aplikasi utamanya antara lain: 

1). Radiografi

Foto gigi manusia hasil dari Radiografi. (Sumber: https://images.app.goo.gl/U4qRmKL9mdPYk6vp7 )

Teknik ini menggunakan sinar-X untuk menghasilkan gambar organ dan bagian tubuh, seperti tulang dan jaringan lunak. Radiografi sangat membantu dalam mendiagnosis patah tulang, penyakit paru-paru, dan masalah lainnya.

2). CT Scan (Tomografi Komputer)

Alat CT Scan. (Sumber: https://images.app.goo.gl/h2nnkbr1gNVCjydw8)

Adapun cara kerja dari CT scan yakni menggunakan sinar-X untuk membuat gambar tubuh dalam bentuk irisan horizontal. Hasilnya adalah gambar tiga dimensi yang lebih detail, berguna untuk mendeteksi tumor, penyakit jantung, dan kelainan lainnya. 

3). Radioterapi

Alat Radioterapi. (Sumber: https://images.app.goo.gl/V6USnk7qnGYR1RDL6)

Sinar-X dengan energi tinggi digunakan untuk pengobatan kanker, dengan cara menghancurkan sel kanker atau mengecilkan tumor. Proses ini melibatkan pemaparan tubuh pada dosis radiasi tinggi yang diarahkan langsung ke sel kanker, untuk meminimalkan kerusakan pada jaringan sehat di sekitar tumor. 

Keamanan dan Risiko Penggunaan Sinar-X

Meskipun sinar-X bermanfaat, paparan radiasi yang berlebihan dapat membahayakan kesehatan. Paparan jangka panjang dapat merusak sel dan meningkatkan risiko terkena kanker. Oleh karena itu, penggunaan sinar-X di dunia medis harus dilakukan dengan hati-hati, dengan mengatur dosis radiasi agar tetap aman. Teknologi dan metode baru terus dikembangkan untuk mengurangi dosis radiasi yang diperlukan tanpa mengurangi kualitas gambar yang dihasilkan. 

Simpulan

Sinar-X telah memberikan kontribusi besar dalam bidang fisika dan medis. Dalam fisika, sinar-X membantu memahami struktur materi pada level atom, sedangkan dalam medis, sinar-X memungkinkan diagnosis dan pengobatan yang lebih akurat. Namun, penggunaan sinar-X harus tetap diperhatikan dengan cermat untuk menghindari paparan radiasi yang berlebihan. Dengan terus berkembangnya teknologi, sinar-X diharapkan dapat membawa manfaat lebih besar untuk kemajuan ilmu pengetahuan dan kesehatan di masa depan.