Cara Kerja Mesin Sinar-X

 

Bagian utama dari mesin sinar-X adalah sepasang elektrode, yaitu katode dan anode, yang ditempatkan dalam sebuah tabung kaca yang divakumkan. Katode terbuat dari sebuah filamen yang dipanaskan, seperti yang biasa ditemukan pada lampu pijar model lama. Arus listrik pada mesin pemancar sinar-X dilewatkan melalui filamen ini sehingga filamen tersebut menjadi panas. Akibatnya, elektron-elektron terpancar dari permukaan filamen tersebut. Anode yang bermuatan positif, dibuat dari bahan tungsten berbentuk lingkaran datar, menarik elektron-elektron tersebut membentuk berkas elektron dari katode ke anode dalam tabung.
Antara katode dan anode diberi beda potensial yang sangat besar, sehingga berkas elektron mengalir dalam tabung dengan energi yang sangat tinggi. Ketika elektron berenergi tinggi ini menumbuk atom tungsten di anode, sebuah elektron yang berada pada orbit yang relatif rendah dari atom tungsten tersebut akan terlempar meninggalkan tempatnya. Elektron lain yang berada di orbit yang lebih tinggi akan segera jatuh mengisi tempat kosong di orbital yang lebih rendah yang telah ditinggalkan elektron. Karena elektron jatuh dari orbital yang lebih tinggi ke orbital yang lebih rendah, maka dalam proses ini akan dilepaskan foton. pada peristiwa ini, elektron yang jatuh tersebut berasal dari tingkat energi yang jauh lebih tinggi, sehingga foton yang dihasilkan juga merupakan foton dengan energi yang cukup tinggi, yaitu foton-foton sinar-X.

Elektron yang bebas juga dapat menghasilkan foton tanpa menumbuk sebuah atom. Hal ini terjadi karena sebuah inti atom yang menarik elektron yang bergerak bebas akan menyebabkan elektron yang bergerak tersebut akan mengalami perlambatan. Perlambatan atau pengurangan kecepatan tersebut terjadi dengan cara yang cukup cepat. Perubahan kecepatan ini akan menyebabkan dilepaskannya energi dalam bentuk foton sinar-X.

Peristiwa tumbukan yang sangat kuat dalam proses pembentukan sinar-X akan menimbulkan panas. Untuk menghindari terjadinya pelelehan pada anode akibat panas ini, pada mesin pemancar sinar-X terdapat sebuah motor yang memutar anode. Dengan demikian, berkas elektron tidak selalu menumbuk bagian anode yang sama. Selain itu dalam mesin juga terdapat minyak pendingin yang berfungsi menyerap panas.

Di sekeliling alat penghasil sinar-X ini, dipasangi sebuah penghalang tebal dari bahan timbal. Ini untuk menjaga agar sinar-X tidak keluar memancar ke segala arah. Untuk menyalurkan berkas sinar-X yang dihasilkan, dibuat sebuah lubang kecil di bagian lapisan penghalang tersebut. Sebelum sinar-X ini mengenai tubuh pasien yang akan difoto, sinar-X ini akan melewati sejumlah penyaring (filter) sesuai dengan kebutuhan.

Sebuah kamera di sisi lain pasien akan merekam pola sinar-X yang melewati tubuh pasien. Kamera sinar-X ini menggunakan teknologi film yang sama dengan kamera film biasa (bukan kamera digital). Bedanya adalah reaksi kimia pada film foto disebabkan oleh sinar-X bukan sinar cahaya tampak seperti pada kamera film biasa.

Umumnya dokter menggunakan secara langsung hasil foto Rontgen tersebut dalam bentuk film negatif. Anda pernah melihat film negatif dan cara kerjanya bukan? Kita biasa menyebut film negatif tersebut dengan istilah klise foto. Pada film negatif ini, bagian yang terkena banyak cahaya akan tampak lebih hitam dibandingkan dengan bagian yang lebih sedikit dikenai cahaya. Benda-benda yang keras, seperti tulang, akan tampak putih pada film sedangkan benda-benda yang lebih lunak, misalnya kulit, akan tampak hitam atau abu-abu.