Page 4
10 –
Suyati dan Mukhlis Akhadi
Buletin ALARA Vol. 2 No. 2, Desember 1998
memproduksi
sinar-X,
namun
ada
pula
kemungkinannya semua energi kinetik elektron
tersebut diubah menjadi foton sinar-X [1,2].
Besar
energi elektron (E) yang dipercepat dengan beda
potensial V dirumuskan dengan :
E = V e
(2)
dengan e adalah muatan elementer elektron (1,6 x
10
-19
C).
Untuk keperluan medis, energi efektif sinar-
X sering kali cukup disetarakan dengan nilai tebal
paro atau half value layers (HVL) [8], yaitu tebal
filter untuk mengurangi intensitas sinar-X menjadi
setengah dari intensitas mula-mula. Nilai HVL
ditentukan oleh koefisien pelemahan linier (µ) yang
nilainya berbeda untuk energi yang berbeda [9].
Oleh sebab itu, nilai µ tersebut dapat dipakai untuk
mengidentifikasi energi atau paling tidak
memperkirakan kualitas radiasi jenis foton. Nilai µ
dapat dihitung melalui penurunan persamaan dasar
pengurangan intensitas radiasi sebagai berikut [10] :
I
t
= I
0
exp (-µ t) atau µ = (1/t) ln (I
0
/I
t
) (3)
Dengan I
t
adalah intensitas radiasi setelah melalui
bahan penyerap dengan ketebalan t, dan I
0
adalah
intensitas radiasi mula-mula. Untuk t = 1 HVL,
maka I
t
= ½ I
0
, sehingga diperoleh persamaan baru :
HVL = 0,693 / µ
(4)
PENGUKURAN KUALITAS SINAR-X
Kebergantungan kualitas radiasi terhadap
kVp biasanya dinyatakan dengan kebergantungan-
nya terhadap nilai HVL aluminium (Al) atau
tembaga (Cu) [11]. Oleh sebab itu, untuk mengukur
kualitas radiasi keluaran pesawat sinar-X dapat
dilakukan melalui pengukuran HVL dari bahan
filter. Aluminium digunakan untuk sinar-X dengan
kVp hingga 100 kV, sedang tembaga digunakan
untuk kVp di atas 100 kV. Kemurnian filter Al tidak
boleh kurang dari 99,99 % untuk HVL < 0,2 mmAl
dan 99,8 % jika HVLnya = 0,2 mm. Ketebalan filter
tidak boleh lebih dari ± 5 µm atau ± 1 %.
Metode paling sederhana untuk pengukuran
HVL adalah melalui pengukuran nilai paparan
sinar-X pada posisi tertentu menggunakan
dosimeter saku (pocket dosimeter). Dosimeter
pengionan gas dalam bentuk dosimeter saku
umumnya tersedia pada setiap instalasi yang
mengoperasikan sumber radiasi. Dosimeter saku
biasanya dipakai secara rutin sebagai pelengkap
terhadap dosimeter perorangan untuk pemantauan
dosis pekerja radiasi/operator pesawat sinar-X
[12,13]. Oleh sebab itu, dosimeter ini diharapkan
ada pada setiap rumah sakit yang memiliki pesawat
sinar-X. Dengan tambahan filter aluminium yang
cukup mudah didapatkan dan dapat dipakai untuk
selama-lamanya tanpa memerlukan perawatan
khusus, dosimeter saku dapat dimanfaatkan untuk
memperkirakan energi efektif keluaran pesawat
sinar-X dengan metode yang cukup sederhana.
Pengukuran nilai paparan dilakukan melalui
penyinaran langsung dosimeter saku yang dipasang
pada jarak tertentu dari focal spot pesawat sinar-X.
Data hasil pengukuran ini setara dengan intensitas
mula-mula (I
0
) keluaran pesawat, nilainya dapat
dibaca langsung pada dosimeter. Pengukuran
paparan sinar-X yang sama dilakukan di belakang
filter yang ketebalannya diketahui. Pengukuran
dilakukan pada posisi yang sama dengan
pengukuran pertama begitu juga dengan lama
penyinaran dan kVp. Data nilai paparan yang
diperoleh dari pengukuran ini setara dengan
intensitas keluaran pesawat setelah melalui filter
(I
t
). Kombinasi data I
0
dan I
t
dapat dipakai untuk
menghitung nilai µ filter untuk sinar-X dari pesawat
dengan kVp tertentu menggunakan persamaan (3).
Sedang nilai HVL-nya dihitung menggunakan
persamaan (4).
Satu hal yang perlu diperhatikan dalam
menggunakan Persamaan (1) dan (2) untuk
menghitung nilai µ dan HVL, adalah Persamaan (1)
tidak menyertakan faktor koreksi pertumbuhan,
sehingga hasil perhitungan µ semakin kecil dengan
bertambah tebalnya filter [7]. Perubahan dalam
bentuk penurunan harga µ ini akan mengakibatkan
pula perubahan dalam bentuk peningkatan harga
HVL. Oleh sebab itu, dalam pengukuran kualitas
Page 5
Mengukur kualitas radiasi keluaran pesawat sinar-X
– 11
Buletin ALARA Vol. 2 No. 2, Desember 1998
radiasi sebaiknya digunakan filter yang faktor
koreksi pertumbuhannya paling rendah. Jadi
pengukuran HVL akan lebih tepat jika digunakan
filter tipis yang faktor koreksi pertumbuhan
radiasinya dapat diabaikan.
Tidak semua energi elektron ditransfer
menjadi energi sinar-X, sehingga energi efektif
sinar-X selalu lebih kecil dari beda potensial yang
dikalikan dengan muatan elementer (Ve). Oleh
sebab itu, dalam kaitannya dengan penentuan energi
sinar-X, kita tidak bisa semata-mata hanya
mengandalkan pada penunjukan skala kVp tabung
sinar-X. Di samping itu, nilai kV yang ditunjukkan
oleh pesawat belum tentu sama dengan kV dalam
tabung sinar-X. Perbedaan itu dapat disebabkan
oleh usia komponen elektronik maupun cacat pada
target [13]. Karena itu diperlukan adanya
pengecekan rutin maupun penelitian khusus untuk
mengukur kualitas keluaran pesawat sinar-X.
Kelayakan kualitas radiasi keluaran suatu
pesawat sinar-X dapat dievaluasi dengan cara
membandingkan HVL bahan filter yang diperoleh
dari pengukuran dan HVL standar untuk jenis bahan
dan kVp yang sama. Beberapa Institusi
Internasional telah mengeluarkan publikasi tentang
HVL standar untuk berbagai nilai kVp. Sebagai
contoh, dalam International Standard ISO 4037
mencantumkan bahwa sinar-X dari tabung dengan
kVp : 80 kV, kualitas radiasinya setara dengan HVL
: 0,59 mmCu [14]. Dalam hal ditemukan perbedaan
jenis filter, maka suatu jenis bahan filter dapat
disetarakan dengan bahan filter lainnya melalui
perbandingan kerapatan (?). Misal bahan A dan
bahan B dengan kerapatan masing-masing ?
A
dan
?
B
, maka HVL bahan A dapat disetarakan dengan
HVL bahan B menggunakan persamaan sebagai
berikut :
HVL
A
= (?
B
/?
A
) HVL
B
(5)
Dengan menggunakan persamaan (5), nilai HVL
dalam mmCu dapat dikonversikan menjadi HVL
dalam mmAl. Karena ?
Cu
dan ?
Al
adalah 8,9 gr/cm
3
dan 2,7 gr/cm
3
, maka HVL 0,59 mmCu setara
dengan HVL : (8,9/2,7) x 0,59 mmAl atau 1,945
mmAl. Pada Tabel 1 disajikan nilai HVL dalam
mmCu untuk kualitas sinar-X pada berbagai nilai
kVp yang diambil dari International Standard ISO
4037 [14]. Disajikan pula HVL dalam mmAl yang
dihitung menggunakan persamaan (5).
Tabel 1 : Nilai HVL untuk berbagai kVp sinar-X
Sebagai acuan untuk
mengevaluasi
kelayakan kualitas radiasi keluaran pesawat sinar-
X, Badan Tenaga Atom Internasional (IAEA)
membagi pesawat sinar-X untuk keperluan
diagnostik menjadi sinar-X berenergi rendah dan
menengah [11]. Tegangan puncak untuk sinar-X
berenergi rendah adalah antara 10 hingga 100 keV,
dengan kualitas radiasinya berkisar antara : 0,03
mmAl < HVL = 2 mmAl. Sedang untuk sinar-X
berenergi menengah, kVp-nya berkisar antara 100
hingga 300 keV, dengan kualitas radiasinya berkisar
antara 2 mmAl < HVL = 3 mmCu.
PENUTUP
Selama dioperasikan, tabung sinar-X akan
mengalami perubahan focal spot. Perubahan ini
dapat dipakai sebagai sumber informasi mengenai
kondisi filamen dan permukaan target [13]. Di
samping itu, keluaran pesawat sinar-X tidak pernah
stabil walaupun kondisi operasinya dipertahankan
stabil [11]. Meskipun hasil bacaan penunjukan kV
meter maupun stelan kV-nya tidak berubah, tidak
bisa diharapkan bahwa tegangan di dalam tabung
sinar-X tidak berfluktuasi. Oleh sebab itu, nilai
HVL pada tegangan terendah hingga tertinggi harus
selalu diperiksa pada interval tidak lebih dari 6
bulan, atau kapan saja jika tegangan pembangkit
sinar-X di rubah atau terjadi penggantian tabung
sinar-X [13].
Tidak ada komentar:
Posting Komentar