PESAWAT RONTGEN KONVENSIONAL
Teori Dasar :
- Pesawat radiologi adalah alat /
pesawat medik yang bekerja mengunakan radiasi pengion baik itu sinar
nuklir, gamma, sinar-X dan lain-lain.
- Pesawat roentgen adalah alat
/ pesawat medik yang bekerjanya mengunakan radiasi sinar X, baik untuk
keperluan fluoroskopi maupun radiografi.
Sejarah
Singkat Ditemukannya Sinar-X :
Sinar-X
pertama kali ditemukannya oleh Willhem Conrad Rontgen pada tahun 1895, beliau
mengunakan tabung Geslier yaitu tabung yang terbuat dari Glass Envelope yang
didalamnya terdapat gas Argon atau Xenon yang jika ada perbedaan potensial
diantara anoda dan katoda maka gas–gas ini akan terionisasi dan
elektron-elektron akan membebaskan diri dari ikatan atomnya. Elektron yang terdekat
dengan anoda akan langsung ditarik keanoda sehingga terjadi hole. Hole ini akan
diisi oleh elektron berikutnya, tempat yang ditinggalkan elektron ini akan
menjadi hole lagi dan terjadi pengisian lagi oleh elektron berikutnya, begitu
seterusnya sehingga akan terjadi estafet elektron dan terjadilah rangkaian
tertutup dan terjadilah arus elektron yang berkebalikan dengan arus listrik
yang kemudian disebut arus tabung. Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron
yang ditarik ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan
elektron tersebut tepat diinti atom disebut peristiwa Breamstrahlung dan
apabila menabraknya dielektron dikulit K, disebut K Karakteristik.
Akibat tabrakan ini maka terjadi hole-hole karena elektron-elektron yang ditabrak
tersebut terpental. Hole-hole ini akan diisi oleh elektron-elektron lain.
Perpindahan elektron ini akan menghasilkan seatu gelombang elektromagnetik yang
panjang gelombangnya berbeda-beda. Gelombang elektromagnetik dengan panjang
gelombang 0,01–1 Amstrong inilah yang kemudian disebut sinar-X atau sinar
Rontgen. Tabung X-ray jenis pertama ini disebut Cold Chatoda Tube.
Namun
pada perkembangan selanjutnya, pada tahun 1913, Collige menyempurnakan penemuan
Rontgen dengan memodifikasi tabung yang digunakan. Tabung yang digunakan adalah
tabung vakum yang didalamnya hanya terdapat 2 elektroda yaitu anoda dan katoda.
Tabung jenis ini kemudian disebut Hot Chatoda Tube dan merupakan tabung yang
dipergunakan untuk pesawat Rontgen konvensional yang sekarang.
Cara Kerja Hot Katoda Tube :
Tabung
yang digunakan adalah tabung vakum yang didalamnya hanya terdapat 2 elektroda
yaitu anoda dan katoda. Katoda / filamen tabung rontgen dihubungkan
ke transformator filamen. Transformator filamen ini akan memberi
supply sehingga mengakibatkan terjadinya pemanasan pada filamen tabung rontgen,
sehingga terjadi Thermionic Emission, dimana elektron-elektron akan
membebaskan diri dari ikatan atomnya, sehingga akan banyak terjadi elektron
bebas dan terbentuklah awan elektron.
Anoda
dan katoda di hubungkan dengan transformator tegangan tinggi 10 KV – 150 KV.
Primer HTT diberi tegangan AC (bolak-balik) maka akan terjadi garis-garis
gaya magnet (GGM) yang akan berubah–ubah bergantung dari besarnya arus yang
mengalir. Akibat dari perubahan garis-garis gaya magnet ini akan menyebabkan
timbulnya gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder, yang besarnya
tergantung dari setiap perubahan fluks pada setiap perubahan waktu (E = - d Φ /
dt). Dari proses ini didapatkanlah tegangan tinggi yang akan disuplay ke
elektroda tabung rontgen.
Pada
saat anoda mendapatkan polaritas (+) dan katoda mendapat
polaritas (-) maka elektron-elektron bebas yang ada disekitar
katoda akan ditarik menuju anoda, akibatnya terjadilah suatu loop (rangkaian
tertutup) maka akan terjadi arus elektron yang berlawanan dengan arus listrik
yang kemudian disebut arus tabung. Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron
yang ditarik ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan
elektron tersebut tepat diinti atom disebut peristiwa Breamstrahlung dan
apabila menabraknya dielektron dikulit K, disebut K Karakteristik.
Akibat tabrakan ini maka terjadi hole-hole karena elektron-elektron yang
ditabrak tersebut terpental. Hole-hole ini akan diisi oleh elektron-elektron
lain. Perpindahan elektron ini akan menghasilkan seatu gelombang
elektromagnetik yang panjang gelombangnya berbeda-beda. Gelombang
elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,01-1 Ǻ inilah yang kemudian disebut
sinar-X atau sinar Rontgen.
Syarat-Syarat Terjadinya Sinar-X :
- Adanya sumber elektron yang
diperoleh dari transformator filament sehingga terjadi termionic emission.
Kemudian terjadi elektron-elektron bebas & menyebabkan terjadinya awan
electron dikatoda.
- Adanya tegangan tinggi (kV) yang diperoleh
dari HTT, sehingga diperoleh beda potensial antara anoda &
katoda.
- Adanya alat yang berfungsi menyetop
jalannya electron dari anoda ke katoda yang berupa target.
- Adanya tabung vacuum yang berfungsi
memberikan keleluasaan electron dari anoda ke katoda sehingga tidak ada
hambatan.
Blok Diagram Pesawat Rontgen Konvensional
A. Rangkaian Power Supply
Ragkaian ini
berfungsi untuk mendistribusikan tegangan pada seluruh rangkaian pesawat sesuai
yang Dibutuhkan oleh masing-masing rangkaian. Rangkaian ini terdiri dari :
1. Salar
Berfungsi untuk menghubungkan supply
listik PLN dengan pesawat roentgen.
2. Fuse
Berfungsi sebagai pengaman jika terjadi beban berlebihan.
3. Voltage Compensator
Alat yang berfungsi untuk mengkompensasi
nilai tegangan yang diperlukan pesawat jika terjadi penurunan atu kenaikan pada
supply PLN Jika tegangan naik kita harus menambah jumlah lilitan primer dengan
memutar selector voltage compensator dan jika tegangan turun kita harus mengurangi
jumlah lilitan primer dengan memutar selector voltage compensator sehingga
diperoleh perbandingan transformasi antara tegangan dan jumlah lilitan primer
dengan tegangan dan jumlah lilitan sekunder adalah tetap dengan demikian
diperoleh nilai tegangan pada setiap lilitan akan tetap.
4. Line Resistance (R Match)
Setiap pesawat mempunyai hambatan atau R
yang diberikan oleh pabrik, contohnya pada pesawat shimadzu R=0,04-0,08Ω,
resistance ini disebut R internal ( R pesawat ). Sehinnga R line adalah tahanan
atur yang berfungsi untuk mencocokkan tahanan pengkabelan dengan tahanan yang
dibutuhkan pesawat.
5. Voltage Indicator
Berfungsi untuk mengetahui apa tegangan
PLN jika mengalami kenaikan atau penurunan.
6. Voltage Regulator
Berfungsi untuk memilih tegangan PLN
110/220v AC tergantung dengan pesawat yang digunakan dan dinegara mana pesawat
dioperasikan.
7. Auto
Transformator (autotrafo)
Alat untuk memindahkan daya listrik dari
satu rangkaian ke rangkaian lain dengan cara menaikkan atau menurunkan tegangan
keseluruh pesawat. Autotrafo adalah transformator yang kumparan primer dan
kumparan sekundernya menjadi satu dalam satu core.
8. KVP Selektor Mayor
Berfungsi untuk memilih tegangan tinggi
/ memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih
tiap terminal 10 KV.
9. KVP Selektor Minor
Berfungsi untuk memilih tegangan tinggi
/ memilih besarnya beda potensial antara anoda dan katoda, yang besar selisih
tiap terminalnya 1 KV.
B.
Rangkaian Pemanas Filamen
Fungsinya untuk memberikan catu daya dan
mengatur besar arus pemanas filament agar terjadinya termionic emission bisa di
kendalikan sehingga jumlah elektron-elektron bebas yang dihasilkan pada
filament tabung rontgen bisa dicontrol.
1. Rangkaian Stabilisator Tegangan
Fungsinya untuk menstabilkan tegangan
untuk rangkaian pemanas filament sehingga pengaruh fluktuasi tegangan PLN tidak
mengakibatkan kerusakan yang signifikan pada filament tabung rontgen.
2. Space Charge Compensator (SSC)
Alat ini berfungsi untuk
mengkompensasikan nilai arus tabung agar sesuai dengan yang dipilih meskipun
terjadi perubahan tegangan tinggi pada tabung roentgen. Rangkaian ini berupa
variable resistor (VR) yang terdiri dari tap-tap, yang tiap tap-tapnya
mempunyai nilai R yang berbeda-beda.
3. mA Control
Berfungsi untuk mengatur arus pemanas
filament yang kemudian akan digunakan sebagai penentu besarnya arus tabung yang
digunakan. Alat ini disambung seri dengan trafo filament. Untuk memilih arus
tabung kita sebenarnya memilih nilai R nya untuk menentukan voltage drop pada
VR. Semakin besar pilihan mA maka pilihan tap tersebut berada pada posisi
nilai R yang paling kecil,sehingga voltage dropnya kecil. Dan semakin kecil mA
maka pilihan tap tersebut berada pada posisi nilai R paling besar. Arus tabung
ditentukan oleh besarnya tegangan pada trasformator filamen. Tegangan
transformator ini (EF) akan menentukan besarnya arus transformator filamen ini
(IF), semakin besar tegangan trafo filamen semakin besar pula arus yang
mengalir pada trafo filament,besarnya arus trafo filamen ini akan menentukan
banyaknya elektron bebas yang dihasilkan. EF besar --> IF besar -->
elektron bebas banyak --> awan electron banyak. Jika R lebih tinggi,
tegangan trafo filamen kecil karena dengan tahanan lebih besar maka tegangan
pada tegangan trafo lebih kecil karena R tadi menyebabkan voltage drop yang
lebih besar.
4. Stand By Resisitor (SBR)
Alat
yang berfungsi untuk memberikan pemanasan awal pada filamen tabung rontgen agar
terjadi pre-heating sebelum expose berlangsung sehingga filament tabung
roentgen lebih awet. Alat ini terdiri dari R yang dilengkapi yang dilengkapi
dengan kontaktor yang digerakkan oleh delay relay.
Cara
kerjanya adalah sebagai berikut, pada saat main swith ON, filamen tabung
rontgen langsung mendapatkan tegangan dari transformator filamen tapi melewati
stand by resistant sehingga tegangan yang mengalir bukan tegangan normal. Pada
saat expose, timer bekerja dan relay energice bekerja sehingga kontaktor
exposure swith terhubung dan kontaktor relay di stand by resistant terhubung
(di by pass), sehingga tegangan akan melewati kontaktor (bukan R lagi) sehingga
tidak ada voltage drop sehingga pemanasan filamen pada tegangan normal.
5. Filamen Limiter (mA limiter)
Alat yang berfungsi untuk membatasi
mengalirnya arus filamen, maksudnya agar tegangan pemanas filamen di atas
sesuai dengan kemampuan kapasitas filamen tabung rontgen sehingga pemberian
tegangan tersebut memberi pemanasan yang normal. Pengunaan filament limiter ini
akan lebih terasa terutama pada tabung rontgen yang mengunakan double fokus,
yaitu fokus besar dan focus kecil yang masing-masing dilengkapi filament
limiter sendiri. Untuk yang large focus nilai tahanan limiternya kecil,
sedangkan untuk yang small fokus nilai tahanan limiternya besar yang diatur
sekali pada waktu perakitan.
6. Trafo Filamen
Berfungsi untuk step down filament,
biasanya tegangan yang digunakan adalah tegangan 110 volt menjadi 12 v/18 v tergantung
spesifikasi tabung.
7. Filamen Tabung Rontgen
Berfungsi sebagai sumber elektron dan
juga sebagai katoda.
C. Rangkaian Tegangan Tinggi
Pada rangkaian ini terdapat trafo tegangan tinggi yang berfungsi untuk
memberikan beda potensial antara anoda & katoda. Dimana anoda harus selalu
mendapat polaritas (+) & katoda harus selalu mendapat polaritas (-), agar
elektron-elektron bebas yang ada disekitar katoda dapat ditarik ke anoda. Agar
anoda selalu mendapat polaritas (+), maka dipasang penyearah tabung rontgen.
D. Rangkain Tabung Rontgen
1.
Tabung Rontgen
Merupakan sebuah tabung diode
yaitu tabung vakum yang terdiri dari dua elektrode, yaitu anode dan
katode. X ray tube adalah tempat berlangsungnya proses terbentuknya sinar
x.
- Pesawat dengan 1 unit x-ray tube
over table untuk pemotretan tunggal disebut “Pesawat Rontgen 1
examination”.
- Pesawat rontgen yang memiliki x-ray
tube over table dan under table disebut 2 Examination.
2. Penyearah Arus
Jenis-jenis Penyearah :
- Self rectifier X-Ray unit
- Penyearah inversuppessor
- Penyearah sistem bridge
- Penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda
- Penyearah 1/2 gelombang dengan 2
dioda
- Penyearah gelombang dengan 1 dioda
E. Rangkaian Timer
Timer berfungsi untuk menentukan lamanya proses penyinaran.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar