INTERAKSI ANTARA SINAR X DENGAN BAHAN

INTERAKSI  ANTARA SINAR X  DENGAN  BAHAN

A.      Pengertian

Berkas sinar-x jika dikenakan terhadap bahan, pada dasarnya adalah peristiwa fisika yang merupakan proses interaksi antara energi foton sinar-x dengan atom-atom dari bahan yang dikenainya. Berkas sinar-x terdiri dari foton-foton dengan berbagai energi, dan bahan yang dikenainya terdiri dari atom-atom. Interaksi sinar-x dengan  bahan dapat diilustrasikan sebagai individu, yaitu tumbukan antara energi foton sinar-x dengan atom bahan.

Sebagai suatu peristiwa fisika, ditinjau dari besar kecilnya energi foton sinar-x yang dikenakan terhadap bahan. Beberapa macam model interaksi dapat terjadi, dan beberapa efek atau akibat interaksi dapat pula terjadi.

Berikut adalah macam-macam peristiwa yangg terjadi akibat interaksi sinar-x dengan bahan, secara berurutan mulai dari interaksi pada energi rendah hingga energi tinggi :

1.       Hamburan klasik (Classical scattering)

2.       Penyerapan fotolistrik (Photoelectric absorption)

3.       Hamburan compton (Compton scattering)

4.       Pembentukan pasangan (Pair production)

5.       Disentegrasi fotonuklir (Nuclear disintegration)

Tingkat energi, macam interaksi dan efek interaksi

Tingkat energi Foton sinar-x	Interaksi yang terjadi	Efek interaksi
energi foton <10 kV	Energi foton dihamburkan	Hamburan klasik
Energi diagnostik	Energi foton diserap	Penyerapan fotolistrik
Energi diagnostik	Energi foton diserap dan dihamburkan	Hamburan compton
Energi >1020 kV	Pembentukan pasangan	Radiasi annihilasi
Energi >10000 kV	Disentegrasi fotonuklir	Fregmen inti

B.      Peristiwa hamburan klasik (Classical Scattering)

Peristiwa hambur klasik terjadi pada energi foton sinra-x yang mengenai bahan sangat lemah, lebih kecil dari sepuluh kV. Energi foton akan berinterkasi dengan elektron orbit dan atom bahan target. Energi foton tidak mampu melepaskan elektron orbit yang dikenainya, sehingga energi foton tersebut akan dibelokan arahnya tanpa mengalami pengurangan energi.

Gambar

Foton sinar-x yang mengenai elektron disebut foton primer, dan foton setelah menumbuk elektron orbital disebut foton sekunder. Peristiwa hambur klasik, ditandai dengan dua hal sebagai berikut :

1.       Energi foton primer besarnya sama dengan energi foton sekunder.

2.       Arah foton sekunder tidak sama dengan arah foton primer, membentuk sudut tertentu, sehingga disebut sebagai foton hambur.

Persamaan untuk hamburan klasik adalah :  Efp = Efs

Dimana Efp adalah energi foton primer dan Efs adalah energi foton sekunder

Ada dua model  peristiwa hambur klasik, yaitu :

1.       Thomson Scattering

Apabila interaksi terjadi hanya dengan salah satu elektron orbit saja.

2.       Reileigh Scattering                

Apabila interaksi terjadi dengan beberapa (sekelompok) elektron orbit.

C.      Peristiwa penyerapan fotolistrik (Photoelectric absorption)

Penyerapan fotolistrik banyak terjadi pada energi foton rendah sampai menengah, dimana energi radiasi banyak diserap oleh bahan.