Kamis, 07 November 2013

Energi Absorbsi, di dalam Fisika Kesehatan/ Energy absorption, in the Health Physics


Energi Absorbsi, di dalam Fisika Kesehatan

(Sumber/ source: Hani, Ahmadi Ruslan.2007. Fisika Kesehatan.  Yogyakarta: Mitra Cendika Press.)

Pada penyinaran akan terjadi pemindahan atau penyerapan energi radiasi ke dalam materi atau jaringan tubuh yang disinari. Berdasarkan energi yang diserap maka dibagi dalam tiga proses absorbsi radiasi, yaitu: efek foto listrik; efek kompton dan pembentukan sepasang elektron (pair production).
1)      Efek elektron listrik. Pada penyinaran cahay terhadap suatu zat, energi radiasi akan diserap seluruhnya. Energi yang diserap itu dipergunakan untuk mengeluarkan elektron dari ikatan inti kalau beberapa syarat tertentu telah terpenuhi. Misalkan Wmin adalah usaha minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari permukaan logam, ini dinamai fungsi kerja logam. Misalkan fotn dengan energi hf bertumbuhkan dengan elektron pada pada tumbukan ini mengarahkan seluruh energinya kepada elektron. Maka energi kinetik maksimum yang diperoleh elektron yang terbatas dari ikatan logam adalah: ½ mv2maks=hf-Wmin. Permsaan ini dikenal sebagai persamaan Einstein untuk efek foto listrik. Peristiwa ini dialami elektron pada kulit bagian dalam, misalnya kulit K. Elektron yang dikeluarkan atau terpancar keluar dinamakan foto elektron. Proses pengeluaran elektron ini terjadi pada penyinaran dengan energi foton yang rendah kira-kira 50 KeV. Cahya mengenai katoda C dengan melepaskan elektron. Jumlah elektron yang mencapai anoda A diukur oleh arus dalam Ammeter. Anodanya dapat dibuat positif atau negatif terhadap katoda untuk menarik  atau menolak elektron.
2)      Efek kompton. Energi radiasi hanya sebagian saja diserap untuk mengeluarkan elektron dari atom (foto elektron), sedangkan sisa energi akan terpancar sebagai scattered radiation (hamburan radiasi) dengan energi yang lebih rendah daripada energi semula. Efek kompton terjadi pada elektron bebas atau terikat secara lemah pada lapisan kulit terluar, pada penyinaran dengan energi radiasi yang lebih tinggi yaitu berkisar 200-1000 KeV.
3)      Pembentukan sepasang elektron (pair production). Adalah suatu pembentukan positron dan elektron melalui energi radiasi sinar gamma yang melebihi 1,02 MeV, yaitu energi massa positron+elektron. Proses ini terjadi apabila radiasi dengan energi yang sangat tinggi mendekati atau memasuki medan listrik atom/ inti. Energi radiasi ini akan berubah menjadi elektron pada positron. Ini sesuai dengan teori Einstein yang menyatakan bahwa energi ekivalen dengan massa dan dapat dilukiskan dengan persamaan: E=mc2(E=energi (erg), M=massa (gram), C= kecepatan gelombang elektromagnetis=3x1010cm/s)
Proses terjadinya positron dan elektron (menjadi 2 sinar gamma) masing dengan energi 0,51 MeV, dinamakan proses Annihilasi. Setelah kehilangan energi karena ionisasi sepanjang perjalanannya, positron bisa bergabung dengan sebuah elektron dan lenyap bersama-sama dalam bentuk energi lain.