fisika radiasi - Website Staff UI

Pengantar Dasar Fisika dan Radiologi Kedokteran Gigi
Bagi Mahasiswa Kedokteran Gigi
Hanna H. Bachtiar , Menik Priaminiarti, Evy S. Baskara
===========================================================
DASAR-DASAR FISIKA
a. STRUKTUR ATOM
Atom merupakan unit (satuan) terkecil dari suatu unsur , misaln ya oksigen
hidrogen dll.
Sebuah atom terdiri dari INTI yang dikelilingi oleh ELEKTRON dengan
jumlah yang cukup sehingga muatan listrik dari atom tersebut menjadi netral.
Inti atom yang pejal, terletak di tengah-tengah, yang bermuatan positif dari
suatu atom terdiri dari neutron dan proton. NEUTRON dan PROTON
mempunyai masa yang hampir sama, akan tetapi proton mempunyai
muatan
positif dan neutron tidak bermuatan. Cara yang sering digunakan untuk
menunjukkan struktur atom adalah:
A
X
 X adalah tanda kimia unsur tersebut.
Z
A adalah nomor massa yang menunjukkan jumlah
proton dan neutron di dalam inti.
Z adalah nomor atom dari unsur, yang
menunjukkan jumlah proton
(muatan positip) di
dalam inti atau jumlah elektron yang mengelilingi
inti. Jumlah neutron didalam inti adalah A - Z
Atom dapat dibayangkan sebagai sistem planet dari elektron yang
bergerak mengelilingi inti. Elektron yang mengorbit dalam jarak yan g
terdekat dengan inti berjumlah 2 buah. Yang berada dalam orbit kedua
berjumlah 8 elektron. Selanjutnya dengan ketentuan bahwa jumlah
maksimum elektron dalam orbit ke-n adalah: 2n 2 dimana n =
1.2.3………. adalah nama orbit.
Orbit terdalam (n=1) disebut orbit K (kulit k), orbit kedua disebut kulit L
dan orbit ketiga disebut kulit M, dst
b.
IONISASI
Dengan mudah sebuah elektron dapat dikeluarkan dari atom atau
molekul . Satu atau lebih elektron dapat juga ditambahkan pada atom. Atom yang
telah mengalami perubahan jumlah elektron yang demikian mempunyai muatan
listrik yang posiif karena jumlah proton melebihi elektron. Istilah “ION”
digunakan untuk menunjukkan atom atau sekelompok atom yang meng andung
muatan listrik. Muatan yang dikandung oleh tiap ion tergantung pada jumlah
elektron yang dikeluarkan dari atom atau ditambahkan . Dengan demikian maka
ionisasi yang merupakan suatu proses dimana elektron dapat dikeluarkan atau
ditambahkan
pada atom atau molekul menghasilkan suatu pasangan ion yaitu
elektron bebas dan sisa yang bemuatan positif.
Radiasi yang mengionkan disebut radiasi ionisasi atau radiasi pengion.
Contoh : Ionisasi sinar x pada emulsi film yang mengandung AgBr.
AgBr
--------------------
Ag
+
+
Br
--
--
,
dan kemudian
--
------------------
sx
H+
Juga ionisasi pada H 2 0 (air) menjadi
+
HO
memb entuk H 2 O 2 (peroksida)
H2O
---------------------
H
+
+
HO
H2O2
Sx
c. ISOTOP
Walaupun semua atom dari unsur tertentu mempunyai jumlah proton yang
sama, terdapat juga atom dengan jumlah neutron yang berbeda . Dengan demikian
dapat diartikan bahwa suatu unsur dapat mempunyai beberapa jenis atom .
Contoh, unsur fosfor (P), mempunyai nomor atom 15 (15 proton ) , akan tetapi
unsur fosfor dapat mempunyai jumlah neutron yang berbeda yaitu :
28
P
15 proton , 13 neutron
( Z = 15 , A = 28 )
P
15 proton, 14 neutron
( Z = 15, A = 29 )
15
29
15
dan seterusnya.
Bentuk yang berbeda ini dinamakan ISOTOP dari unsur tersebut. Semua
isotop dari suatu unsur tertentu mempunyai sifat kimia yang sama oleh karena
sifat kimia ditentukan oleh nomor atom dari unsur.
Unsur yang mempunyai nomor massa ( A ) yang sama disebut ISOBAR.
Contoh :
57
Fe
dan
57
Co
26
27
Isobar ini dapat dipisahkan secara kimia karena mempunyai jumlah elektron
yan g berbeda, jadi mempunyai sifat kimia yang berbeda. Unsur yang memp un yai
jumlah neutron yang sama di dalam initinya dinamakan isotop.
SUMBER RADIASI DAN PENGGUNAANNYA
Macam –macam sumber radiasi :
1. RADIASI ALAM
2. RADIASI BUATAN
1
2
1.
3
RADIASI ALAM
a.
Radiasi alam yang berasal dari sinar kosmis
b. Radiasi yang berasal dari panas matahari yang tinggi
c. Radiasi dari unsur-unsur kimia yang terdapat dalam lapisan kerak
bumi
d. Radiasi bahan radioaktif alam
2. RADIASI BUATAN
a. Sinar x, berasal dari tabung Roentgen
b. Sinar radioaktif buatan, misalnya Phospor, Jodium dll
c. Radiasi nuklir
d. Sinar LASER
PENGGUNAAN SUMBER RADIASI
Sumber- sumber radiasi banyak digunakan di segala bidang termasuk dibidang
kesehatan, misalnya bidang industri, pertanian, sterilisasi dan militer
Di samping itu penggunaan zat radioaktif misalnya untuk tenaga atau
pemb angkit tenaga listrik ,
Tenaga U
235
yaitu : U
235
untuk penerangan rumah.
sama dengan 3 juta pon zat arang . Di kota New York digunakan
untuk penerangan rumah selama 1000 tahun, untuk satu rumah .
Begitu pula dengan penggunaan radioisotop, lihat tabel di bawah ini.
TABEL PENGGUNAN RADIOISOTOP
RADIOISOTOP
ARSEN IC 74 DAN
COPPER 64
CHROM IUM 51
PENGGUNAAN
RADIASI
PENENTUAN TUMOR
T1/2
GAMMA
OTAK
P E N E L I T IA N A M E N IA , P E N D A R A H A N P E R K IR A A N
VOLUME PLASMA DALAM
HATI / PEMBULUH DARAH
COBALT 60
M E N Y E L I D IK I K E R J A H A T I
IODINE-131
PENENTUAN VOLUME DARAH
GAMMA
5,3 Th
BETHA GAMMA
V O L U M E P L A S M A K E G IA T A N
H A T I , M E T A B O L IS M E L E M A K ,
K E L E N J A R T Y R O ID , T U M O R
OTAK,UKURAN,BENTUK DAN
K E G I A T A N K E L E N J A R T Y R O ID
IRON-59
MENGUKUR
KECEPATAN
BETHA GAMMA
47 hr
PEMBENTUKAN, UMUR,
VOLUME SEL DARAH MERAH
PHOSPHORUS-32
PENENTUAN DAN PEMBEDAAN
SEL – SEL
TECHNET IUM 99m
THULIU M- 170
TR ITIUM (H3)
BETHA
14,3 hr
BETHA
6 jam
KANKER
PENENTUAN TUMOR OTAK
G A M M A R A D IO G R A P Y
PENENTUAN KANDUNGAN
A IR DALAM TUBUH
GAMMA
BETHA
31 th
Radiologi Kedokteran Gigi
Pendahuluan
•
Radiologi (ilmu sinar) adalah cabang ilmu kedokteran yang
menggunakan
energi pengion dan bentuk-bentuk energi lainn ya
(non pengion) dalam bidang diagnostik dan terapi, yang meliputi
energi
pengion
yang
dihasilkan
oleh
generator
dan
bahan
radioaktif seperti sinar X , sinar gamma , pancaran partikel
pengion (elektron, neutron, positron dan proton ). Energi bukan
pengion
(non
pengion)
seperti
:
gelombang
ultra
sonik,
gelombang infra red, gelombang magnetik dan gelombang mikro.
•
Sinar X adalah suatu gelombang elektromagnetik yang dihasilkan
dari suatu tabung Rontgen
•
Sinar
X
ditemukan
pada
tanggal
8
Nopember
1895
secara
kebetulan (tidak sengaja) oleh Wilhelm Conrad Rontgen, seorang
ahli
Fisika
di
Universitas
Wuzburg,
Jerman.
Percobaann ya
menggunakan tabung hampa udara (Crooke tube) dilengkapi dua
macam elektroda yaitu katoda dan anoda. Kesimpulan percobaan
tersebut :
1. Sinar tersebut mempunyai sifat yang berbeda dengan sinar lain
2. Tidak dapat dibelokkan oleh medan magnit
3. Dapat menghitamkan film
4. Mempunyai daya tembus yang besar dan panjang gelombangnya pendek.
Hasil temuannya mendapat pengakuan, setelah dipublikasi pada seminar 23
Januari 1896 di Universitas Wuzburg . Lahir di Lenep 23 Maret 1843 dan meninggal
di Munchen
10 Februari 1923. Setelah W.C Rontgen wafat , sinar X dinamakan
sinar Roentgen.
3. PESAWAT ROENTGEN KEDOKTERAN GIGI
Pesawat Roentgen intra oral dan ekstra oral. Supaya operator berada di daerah
bebas radiasi , dan dapat menekan tombol di luar ruangan, kotak pengontrol
sebaikn ya ditempatkan di luar ruangan atau tombol kontrol dihubungkan dengan
kabel yan g panjang.
Pesawat Roentgen kedokteran gigi tipe dental terdiri dari :
1. Badan pesawat
2. Tangan pesawat / handle
3. Boks /kotak kontrol,dengan tombol ekspose
4. Tabung
/ tube head
5. Kone/cone
Kon (cone) terdiri dari bermacam- macam ukuran , bentuk dan bahan.
Yang dianjurkan penggunaannya adalah tabung berukuran panjang dan terbuka.
Tabung pendek berujung runcing sudah dilarang penggunaannya,
PEMBANGKITAN SINAR X MEMERLUKAN :
1. Aliran listrik tegangan tinggi sebagai sumber elektron (E)
2. Alat pengatur tenaga (A)
3. Alat pengatur waktu (B)
4. Trafo tegangan tinggi (C)
5. Tabung Roentgen/tabung sinar x (D)
1. ALIRAN LISTRIK TEGANGAN TINGGI SEBAGAI SUMBER
ELEKTRON
Pesawat rontgen untuk diagnostik dan terapi , menggunakan
listrikbertegangan tinggi, untuk dapat menghasilkan sinar x yang baik.
Dari seluruh tenaga listrik yang masuk diatur menurut kebutuhan
pesawat oleh alat pengatur tenaga listrik.
2. ALAT PENGATUR TENAGA
(A)
Di bagian ini terdapat sebuah tranformator yang memeberi tenaga pada
semua bagian pesawat. Pada transformator inilah dilakukan pengaturan
tegangan tinggi, yang akan diberikan pada tabung sinar x. Tegangan
tabung ini dapat (25 kv untuk pemotretan buah dada misalnya) atau
tegangan tinggi (125 kv untuk pemotretan kepala dengan teknik
tegangan tinggi).
3.
ALAT PENGATUR WAKTU
(B)
Pengaturan waktu adalah bagian pesawat yang menentukan lamanya
pen yinaran.
Pengaturan waktu ini ada yang :
-
berupa sebuah sakelar, umpama untuk pemotretan floroskopi (sinar tembus).
-
Berupa sebuah alat, atau rangkaian khusus yang di sebut “Timer”. Timer ini
ada yang berupa alat mekanis (dengan pegas), berupa elektromekan is (dengan
motor listrik), elektronis atau campuran dari beberapa sistem, misaln ya
elektronis cahaya atau foton dll.
4. TRAFO TEGANGAN TINGGI
(C)
Merupakan alat yang dipakai untuk membangkitkan tegangan tinggi yang
akan dihubungkan
dengan sinar x.
5. TABUNG ROENTGEN ATAU TABUNG SINAR X
(D)
Tabung roentgen adalah bagian dari pesawat roentgen adalah bagian dari
pesawat roentgen yang diberi tugas untuk mengubah tegangan listrik
menjadi
sinar x. Dari seluruh tenaga hanya 1% yang dirubah menjadi sinar x, dan 99%
berupa panas. Maka untuk menjaga agar pesawat rontgen tidak mudah rusak
karena panas maka didalam tabung roentgen diberi alat pendingin misaln ya :
Olie atau minyak.
Tabung roentgen dilengkapi dengan :
a. Katode sebagai kutub negatip, merupakan sumber elektron dari
filament.
b. Ruang hampa udara, untuk lintasan bebas jalannya elektron ke
anode.
c. Anode sebagai kutub positip, terdapatnya badan pencegat (target)
yang dibuat dari tungsten yang mempunyai titik lebur yang tinggi.
Fungsinya untuk menghentikan jalannya elektron secara tiba- tiba.
G a mb a r
Pesawat Roentgen intraoral/dental, Panoramik dan sefalometri, sendi TM
(g a m b a r d a r i k l i n i k R K G - F K G U I )
Hbi/2009/pelatihan