Sinar-X

Sebuah foto sinar-X (radiograf) diambil oleh Wilhelm Röntgen

Sinar-X atau X-ray merupakan salah satu daripada sinaran elektromagnet. Sinar-X ini mempunyai bentuk yang serupa dengan sinar cahaya biasa, inframerah dan gelombang radio; yang berbeza cuma dari segi panjang gelombangnya sahaja. Sinar-X mempunyai gelombang yang pendek berukuran 10⁻⁷ hingga 10⁻⁹.

Sejarah penemuan

Sinar-X (atau X-ray) telah ditemui oleh seorang Profesor Fizik berbangsa Jerman yang bertugas di Universiti Wurzburg, Bavaria, Wilhelm Conrad Röntgen pada 8hb November, 1895. Beliau mendapati sinar ini mempunyai kebolehan menakjubkan iaitu menghasilkan imej di atas filem fotografi setelah menembusi tisu, pakaian dan logam.

Menerusi kajiannnya, Roentgen mendapati hablur garam barium platinosianida bersinar apabila diletakkan berdekatan dengan tiub sinar katod yang ditutup. Ia juga mendapati plat foto yang ditutup diletakan berdekatan dengan sinar katod akan menjadi hitam. Dari sini kesimpulan dapat di buat bahawa sinar-X tidak boleh dilihat, bergerak dalam garis lurus dan mempunyai daya penembusan yang tinggi, iaitu dapat menembusi objek yang legap bagi sinar cahaya biasa. Wilhelm Conrad Röntgen yang lahir pada 25 Mac 1845 adalah yang mula-mula menemui sinar-X.

Selepas itu, Roentgen menunjukkan sinar ini datang dari dinding kaca berpendaflour cahaya apabila sinar katod terkena padanya. Untuk mengesahkan penemuan ini, beliau telah menjalankan satu eksperimen ringkas. Dalam eksperimen ini beliau meletakkan satu skrin yang di lapisi dengan barium platinosianida dalam lintasan sinar-X. skrin ini di dapati bersinar apabila terkena pada sinar-X ini. Dengan meletak tangan beliau diantara tiub sinar katod dan skrin, satu bayang tangan dengan tulang-tulang di dalamnya jelas kelihatan dalam skrin ini. Ini dapat membuktikan bahawa sinar-X yang terkeluar dari tiub sinar katod mempunyai kuasa penembusan yang tinggi.

Bidang kajian sinar-X

Radiografi diperkenalkan di Tanah Melayu pada 3 Februari 1897, lebih kurang setahun selepas penemuannya oleh Roentgen. Lain-lain pengambilan gambar x-ray ditunjukkan semasa perjumpaan tahunan Persatuan Fotografi Amatur di Taiping, Perak pada penghujung tahun 1897, sebuah mesin Sinar-X lengkap telah dihadiahkan kepada Hospital Ipoh sempena jubli intan Ratu Victoria. Berikutnya, sebuah lagi di Kuala Lumpur pada tahun 1905 dan di Pulau Pinang pada tahun 1910.

Penghasilan sinar-X

Sinar-X dihasilkan apabila elektron bergerak pada kelajuan yang tinggi dan secara tiba-tiba berlaku perubahan dari segi kelajuan. Semua ini berlaku di dalam sebuah tiub x-ray. Di dalam sebuah tiub x-ray terdapat katod (-) yang merupakan sebuah filamen yang dipanaskan oleh tenaga elektrik. Pemanasan yang berlaku menyebabkan elektron dihasilkan dari filamen. Ini semua berlaku untuk persediaan elektron bagi dipecutkan untuk mendapatkan sinaran-X. Sinar-X yang dihasilkan dengan tenaga 20-40 keV mempunyai panjang gelombang 10⁻⁷ cm dan sinar ini dikatakan sinar-X lembut (soft- rays). Sinar-X yang dihasilkan dengan 40-125 keV mempunyai gelombang 10⁻⁸ cm. Sinar ini kerap digunakan untuk pemeriksaan x-ray diagnostik, manakala panjang gelombang yang lebih pendek lagi yang dihasilkan dengan tenaga 200-1000 keV digunakan dalam rawatan radioterapi yang lebih dalam (deep radiotheraphy). Sinar ini biasanya berukuran < 10⁻⁸ cm (hard-rays).

Sifat-sifat sinar-X

Pancaran sinar-X dapat diperoleh daripada sejenis alat elektronik yang dinamakan tiub x-ray. Daripada kajian ahli sains didapati sinar-X mempunyai sifat-sifat tertentu yang dapat dibahagikan kepada sifat biasa dan sifat khas.

a) Sifat biasa

Sinar-X bergerak laju dan lurus.

Tidak boleh difokus oleh kanta atau cermin dan tidak boleh dipesong oleh medan magnet sekitar arah tuju yang dilaluinya.

Mematuhi peraturan ‘Hukum Kuasa Dua Songsang’ iaitu keamatan sinar berubah dengan kuasa dua songsang jarak daripada punca pancaran.

b) Sifat khas

Keupayaan menembusi jirim padat.

Kesan pendarcahaya - memberikan kesan cahaya kepada sebatian kimia seperti zink sulfida, kalsium tungstat dan barium platinosiamida.

Kesan fotografi - memberikan penghitaman kepada filem apabila didedah kepada sinar-X.

Kesan pengionan - alur sinar-X yang lintas melalui gas memindahkan tenaganya kepada molekul-molekul yang seterusnya akan berpecah kepada zarah yang bercas positif dan negatif.Kesan biologi - sinar-X bertindak dengan kesemua tisu hidup yang terdapat dalam badan.

Contoh panjang gelombang berbagai-bagai sinaran elektromagnet adalah seperti berikut:-

• Gelombang radio 1 cm – 3 x 10⁵ cm
• Sinar cahaya - 4 x 10⁻⁵ cm – 7 x 10⁻⁵ cm
• Sinar ultraungu - 10⁻⁵ cm – 7 x 10⁻⁵ cm
• Sinar-X - 10⁻⁷ cm -10⁻⁹ cm
• Sinar gama - 10 ⁻⁹ cm
• Sinar kosmos - < 10 ⁻¹⁰ cm