penentuannilaitebalparuh(hvl)timbal(pb) …lib.unnes.ac.id/40268/1/4211416014.pdf · 2020. 10....

PENENTUAN NILAI TEBAL PARUH (HVL) TIMBAL (Pb)

DARI AKI BEKAS GUNA PROTEKSI RADIASI

MENGGUNAKAN RADIOGRAFI DIGITAL DI

LABORATORIUM FISIKA MEDIK UNNES

Skripsi

diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar

Sarjana Sains Program Studi Fisika

oleh

Shania Astarina Putri

4211416014

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2020

i

PERSETUJUAN PEMBIMBING

ii

PERNYATAAN

iii

PENGESAHAN

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO :

Sistem pendidikan yang bijaksana setidaknya akan mengajarkan kita betapa

sedikitnya yang belum diketahui oleh manusia, seberapa banyak yang masih

harus ia pelajari (Sir John Lubbock)

Jangan terlalu ambil hati dengan ucapan seseorang, kadang manusia punya

mulut tapi belum tentu punya pikiran (Albert Einstein)

Sesungguhnya bersamaan dengan kesusahan dan kesempitan itu terdapat

kemudahan dan kelapangan (Tafsir al-Mukhtashar)

PERSEMBAHAN :

Atas anugerah Allah SWT, skripsi ini

saya persembahkan untuk :

1. Kedua orang tuaku, bapak dan

ibu serta nenek ku

2. Adik-adik ku

3. Dosen pembimbing

4. Teman-teman seperjuangan

Fisika Medik

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan

karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyusun skripsi yang berjudul Penentuan

Nilai Tebal Paruh (HVL) Timbal (Pb) dari Aki Bekas Guna Proteksi Radiasi

Menggunakan Radiografi Digital di Laboratorium Fisika Medik UNNES.

Dalam penyusunan laporan penelitian ini, penulis juga banyak memperoleh

bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan

terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M. Hum., selaku rektor Universitas Negeri

Semarang.

2. Dr. Sugianto, M. Si., selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang.

3. Dr. Suharto Linuwih, M. Si., selaku ketua Jurusan Fisika Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang.

4. Prof. Dr. Sutikno, M. T., selaku dosen wali yang telah memberikan arahan

dalam menempuh studi.

5. Prof. Dr. Susilo, M. S., selaku dosen pembimbing yang telah memberi

dukungan, masukan, dan saran kepada penulis.

6. Dr. Masturi, M. Si., selaku dosen penguji I yang telah membimbing dan

memberikan koreksi dalam penyusunan skripsi ini.

7. Dra. Pratiwi Dwijananti, M. Si., selaku dosen penguji II yang telah

membimbing dan memberikan koreksi dalam penyusunan skripsi ini.

8. Mas Alvin yang senantiasa siap mendukung penelitian ini di Laboratorium

Fisika Medik UNNES.

9. Mas Hendra yang senantiasa siap membantu penulis dalam pembuatan

program penelitian.

10. Kedua orang tua saya, ayahanda tercinta Muh Ali dan ibunda tercinta Aniek

Lastiningsih serta nenek tercinta RR. Suharti yang selalu mendoakan,

membantu pembuatan sampel, dan memberikan dukungan moril serta materil

sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan lancar.

vi

11. Adik saya tersayang, Ristia Dian Nugraheni dan M. Revano Aliansyah Putra

yang siap membantu dalam pembuatan sampel dan selalu menyemangati.

12. Raka Reklame yang sudah membantu kelancaran dalam pembuatan sampel.

13. Teman-teman Fisika Medik UNNES 2016, Defi Rizqi Anggraeni, Nirma Ugi

Lestari, Latifatun Ni’mah, Pira Purwaningsih, dan Khurrotul Ain atas

kebersamaan suka dan duka, kerja sama dan semangat bersama dalam

mengarungi bidang ini.

14. Sahabat-sahabatku, Alif Nur Saidah, Defi Rizqi Anggraeni, Nisa Huda Safira,

dan M. Imam Fatkhurrohman yang siap membantu dalam pembuatan sampel

dan menyusun skripsi ini serta selalu siap menyediakan waktu dan tempat

untuk berkeluh kesah.

15. Temanku, Nur Hamid yang senantiasa siap membantu penulis dalam

pembuatan grafik penelitian.

Semoga Allah SWT memberikan balasan pahala yang setimpal. Penulis

menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan pada

umumnya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan

pembaca pada umumnya. Kritik dan saran dari pembaca yang membangun akan

penulis terima untuk perbaikan penulis di masa mendatang.

Semarang, 07 September 2020

Shania Astarina Putri4211416014

vii

ABSTRAK

Putri, Shania Astarina. 2020. Penentuan Nilai Tebal Paruh (HVL) Timbal (Pb)

dari Aki Bekas Guna Proteksi Radiasi Menggunakan Radiografi Digital di

Laboratorium Fisika Medik UNNES. Skripsi. Jurusan Fisika Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Susilo, M. S.

Kata Kunci : Timbal (Pb), Sinar-X, Nilai Tebal Paruh (HVL)

Sinar-X merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang

gelombang pendek yaitu sekitar 1 Ǻ (10-8 cm), sehingga dapat digunakan untuk

mendiagnosis penyakit manusia. Selain bermanfaat, sinar-X juga mempunyai

dampak negatif bagi kesehatan manusia. Saat ini, sistem radiografi konvensional

(RK) berbasis film sudah mulai tergantikan dengan sistem radiografi digital (RD).

Salah satu contoh radiografi hasil modifikasi dari sistem radiografi konvensional

menjadi sistem radiografi digital adalah sistem radiografi yang berada di

Laboratorium Fisika Medik UNNES. Namun pada pesawat sinar-X mempunyai

salah satu parameter penting yang harus dikontrol yaitu kualitas berkas sinar-X.

Kualitas berkas sinar-X dapat diukur menggunakan nilai tebal paruh (HVL), yaitu

ketebalan bahan yang diperlukan untuk mengurangi intensitas dari sinar-X hingga

setengah dari nilai awalnya. Jenis bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu

plat timbal aki bekas dengan berbagai ketebalan. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa nilai intensitas dapat berkurang dengan penambahan ketebalan plat timbal.

Berkurangnya nilai intensitas menunjukkan terdapat perbedaan tingkat keabuan

(grey level) setiap step pada stepwedge timbal. Besar HVL timbal yang diperoleh

adalah 1,96 cm; 2,13 cm; 2,59 cm; 2,72 cm; 3,17 cm; dan 3,44 cm pada tegangan

berturut-turut 40 kV, 50 kV, 60 kV, 70 kV, 80 kV, dan 90 kV. Berdasarkan besar

tegangan yang digunakan dan nilai HVL yang diperoleh maka nilai HVL yang

diperoleh sebanding dengan besar tegangan sinar-X. Semakin besar tegangan

sinar-X yang digunakan, semakin besar pula nilai HVL yang diperoleh.

viii

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN PEMBIMBING............................................................................ i

PERNYATAAN...................................................................................................... ii

PENGESAHAN......................................................................................................iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN.......................................................................... iv

KATA PENGANTAR............................................................................................. v

ABSTRAK.............................................................................................................vii

DAFTAR ISI........................................................................................................ viii

DAFTAR TABEL....................................................................................................x

DAFTAR GAMBAR..............................................................................................xi

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1

1.1 Latar Belakang Penelitian.................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah.............................................................................................. 4

1.3 Tujuan Penelitian............................................................................................... 4

1.4 Manfaat Penelitian............................................................................................. 4

1.5 Batasan Istilah Pokok.........................................................................................5

1.6 Kerangka Skripsi................................................................................................5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................7

2.1 Sinar-X............................................................................................................... 7

2.1.1 Sinar-X Karakteristik.................................................................................... 10

2.1.2 Sinar-X Bremsstrahlung................................................................................11

2.2 Interaksi Sinar-X dengan Materi......................................................................12

2.2.1 Efek Compton............................................................................................... 13

2.2.2 Efek Fotolistrik............................................................................................. 14

2.3 Nilai Tebal Paruh (HVL)................................................................................. 14

2.4 Citra .................................................................................................................16

2.5 Proteksi Radiasi................................................................................................17

2.5.1 Efek Radiasi pada Tubuh Manusia............................................................... 17

2.5.2 Proteksi Radiasi Eksternal............................................................................ 18

ix

2.6 Kuantitas dan Kualitas Sinar-X........................................................................19

2.6.1 Kuantitas Sinar-X..........................................................................................19

2.6.2 Kualitas Sinar-X............................................................................................21

2.7 Digital Radiography (RD)............................................................................... 23

2.7.1 Intensifying Screen........................................................................................25

2.8 Deret Radioaktif...............................................................................................25

2.9 Timbal (Pb)...................................................................................................... 27

BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 29

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian........................................................................... 29

3.2 Alat dan Bahan.................................................................................................29

3.3 Prosedur Penelitian.......................................................................................... 29

3.3.1 Proses Penelitian........................................................................................... 29

3.3.2 Alur Penelitian.............................................................................................. 30

3.3.3 Pembuatan Stepwedge...................................................................................31

3.3.4 Pengambilan Data......................................................................................... 35

3.3.5 Analisis dengan Python.................................................................................36

3.3.6 Penentuan Nilai HVL....................................................................................37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................... 38

4.1 Stepwedge berbahan Serbuk Timbal................................................................ 38

4.2 Analisis Citra Radiograf...................................................................................39

4.2.1 Tegangan 40 kV............................................................................................ 42

4.2.2 Tegangan 50 kV............................................................................................ 43

4.2.3 Tegangan 60 kV............................................................................................ 45

4.2.4 Tegangan 70 kV............................................................................................ 46

4.2.5 Tegangan 80 kV............................................................................................ 47

4.2.6 Tegangan 90 kV............................................................................................ 49

BAB V PENUTUP.................................................................................................53

5.1 Simpulan.......................................................................................................... 53

5.2 Saran.................................................................................................................53

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ 54

LAMPIRAN...........................................................................................................59

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1. 1 Persyaratan Minimum Nilai HVL ..........................................................3

Tabel 2. 1 Faktor-faktor yang mempengaruhi kuantitas sinar-X dan image

reseptor exposure ..................................................................................................20

Tabel 2. 2 Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas sinar-X dan kuantitas.......22

Tabel 2. 3 Empat deret radioaktif ..........................................................................26

Tabel 2. 4 Peluruhan radioaktif deret Uranium .....................................................27

Tabel 4. 1 Intensitas Akhir pada Stepwedge Timbal..............................................41

Tabel 4. 2 Tabel Nilai HVL pada Tegangan 40 kV............................................... 43






Tabel 4. 8 Nilai HVL pada Stepwedge Timbal...................................................... 51

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Skema Tabung Sinar-X ...................................................................... 7

Gambar 2. 2 Ilustrasi sinar-X karakteristik dihasilkan ......................................... 10

Gambar 2. 3 Proses Terjadinya Sinar-X Bremsstrahlung .....................................12

Gambar 2. 4 Distribusi energi bremsstrahlung untuk beda potensial percepatan 90

kV ..........................................................................................................................12

Gambar 2. 5 Skema efek Compton ....................................................................... 13

Gambar 2. 6 Efek Fotolistrik .................................................................................14

Gambar 2. 7 Kurva Intensitas Sinar-X Setelah Melewati Bahan...........................15

Gambar 2. 8 Pengurangan Intensitas Sinar-X menjadi Setengah Intensitas Semula

................................................................................................................................15

Gambar 2. 9 Koordinat titik dalam citra ............................................................... 16

Gambar 2. 10 Spektrum emisi berkas sinar-X tanpa filter dan menggunakan

filtrasi normal ........................................................................................................23

Gambar 2. 11 Diagram alir sistem pencitraan radiografi digital modifikasi dari

sistem radiografi konvensional ............................................................................. 24

Gambar 2. 12 Intensifying screen ditempatkan bersebelahan dengan film .......... 25

Gambar 3. 1 Skema tahapan penelitian.................................................................30

Gambar 3. 2 (a) Plat timbal dari aki bekas sebelum ditumbuk, (b) Plat timbal

setelah ditumbuk hingga menjadi serbuk...............................................................31

Gambar 3. 3 Cetakan stepwedge timbal.................................................................31

Gambar 3. 4 Campuran resin bening dan katalis................................................... 32

Gambar 3. 5 Campuran resin bening setelah tercampur dengan serbuk timbal.....32

Gambar 3. 6 Mencetak serbuk timbal yang dicampur dengan resin bening.......... 33

Gambar 3. 7 Hasil cetakan serbuk timbal yang dicampur dengan resin bening.... 33

Gambar 3. 8 Stepwedge berbahan timbal...............................................................34

Gambar 3. 9 Alat pembentuk stepwedge berbahan dasar timbal........................... 35

Gambar 3. 10 Tampilan GUI Python..................................................................... 36

xii

Gambar 4. 1 Tampilan GUI Python pada analisis citra radiografi digital............. 40

Gambar 4. 2 Intensitas Awal dan Intensitas Step Pertama pada Tegangan 40 kV 42






Gambar 4. 8 Grafik hubungan antara tegangan tabung dan nilai HVL................. 51

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi Penelitian......................................................................60

Lampiran 2 Source Code Python........................................................................... 61

Lampiran 3 Perhitungan Nilai HVL.......................................................................69

Lampiran 4 SK Dosen Pembimbing...................................................................... 84

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

Aki merupakan komponen terpenting dalam kendaraan bermotor. Aki terbuat

dari logam timbal (Pb) yang merupakan komponen utamanya. Limbah aki bekas

tersebut dapat dimanfaatkan dengan cara mengambil sel aki bekas (Fibrianti &

Azizah, 2015). Timbal atau biasa disebut dengan timah hitam termasuk kedalam

deret radioaktif yang memiliki inti stabil dan termasuk produk akhir dari deret

radioaktif �䉀䉀th� , �䉀

䉀th� , dan �t䉀t䉀�t . Jika jumlah neutron melebihi jumlah proton

maka inti berat seperti timbal akan lebih stabil. Timbal tidak dapat meluruh

menjadi unsur lain jika berinteraksi dengan radiasi α, radiasi β, radiasi γ atau

sinar-X. Karena nomor massa dan kerapatan massa timbal yang tinggi, sehingga

energi dari radiasi tersebut akan diserap oleh timbal (Rahma, 2016).

Sinar-X merupakan salah satu sumber radiasi pengion dengan panjang

gelombang sangat pendek yaitu sekitar 1 Ǻ atau 10-8 cm, sehingga dapat

digunakan untuk mendiagnosis penyakit manusia (Martina, Susilo, & Sunarno,

2015; Susilo et al., 2019). Selain itu, sinar-X juga mempunyai dampak negatif

yaitu dapat menginduksi kanker pada pasien, oleh karena itu penggunaan sinar-X

harus dilakukan sesuai prosedur yang ada, sehingga hal yang dapat merugikan

pasien dapat ditekan serendahnya dan manfaat sinar-X dapat dioptimalkan. Hal ini

menunjukkan kemajuan iptek radiasi berkembang pesat dan dapat diterima oleh

penduduk dunia (Hiswara & Kartikasari, 2015; Yunitasari, Setiawati, & Anam,

2014). Penggunaan sinar-X bukan hanya di bidang medis saja, tetapi hampir di

seluruh bidang, diantaranya bidang industri dan bidang arkeologi (Wiguna et al.,

2019).

Saat ini, sistem radiografi terus berkembang dari sistem radiografi

konvensional (RK) berbasis film menjadi sistem radiografi digital (RD) tanpa film

(Ching, Robinson, & Mcentee, 2015; Susilo et al., 2014). Sistem radiografi

konvensional mengandung kelemahan yang sering kali ditemui pada citra

2

radiografinya. Kelemahan tersebut antara lain memungkinkan terjadinya

kesalahan pada saat pemaparan sehingga harus dilakukan proses pemaparan ulang,

kualitas citra hasil pemaparan yang kurang objektif, efek radiasi yang ditimbulkan

kurang soft, pasien menunggu lama untuk pencetakan film radiografi,

membutuhkan ruang gelap, dan dibutuhkannya bahan kimia dalam pembuatan

film (Nugroho, Susilo, & Akhlis, 2012). Sedangkan pada sistem radiografi digital

menawarkan beberapa keuntungan, diantaranya resolusi spasial lebih tinggi, citra

radiografinya dapat di simpan secara elektronik, tidak memerlukan pengambilan

ulang, dan tidak memerlukan ruang gelap serta lebih ramah lingkungan. Disisi

lain, hasil dari radiografi digital dapat dimanipulasi oleh komputer dan dapat

ditampilkan di layar monitor PC (Almanei et al., 2017; Ozcete et al., 2015).

Namun untuk pengadaan sistem radiografi digital membutuhkan dana yang relatif

besar bagi rumah sakit daerah atau puskesmas di Indonesia. Selain itu, sebagian

negara berkembang mengalami kesulitan dalam pengadaan antara lain jumlah

spesialis medis yang belum memadai dibandingkan dengan jumlah pasien yang

berakibat pada penurunan layanan kesehatan (Khodaie, Askari, & Bahaadinbeigy,

2015).

Salah satu contoh radiografi hasil modifikasi dari sistem radiografi

konvensional menjadi sistem radiografi digital adalah sistem radiografi yang

berada di Laboratorium Fisika Medik UNNES. Sistem radiografi tersebut

diharapkan dapat menjadi jembatan sistem radiografi konvensional menjadi

sistem radiografi digital di rumah sakit daerah atau puskesmas di Indonesia yang

masih menggunakan radiografi konvensional. Modifikasi sistem radiografi

konvensional menjadi sistem radiografi digital dapat dilakukan dengan cara

menambah unit tabung kedap cahaya dibelakang intensifying screen sehingga

bayangan obyek bisa ditangkap oleh kamera DSLR, kemudian dapat ditampilkan

pada layar monitor PC (Susilo et al., 2013).

Pada pesawat sinar-X mempunyai salah satu parameter penting yang harus

dikontrol yaitu kualitas berkas sinar-X. Kualitas berkas sinar-X dapat diukur

menggunakan Half Value Layer (HVL) atau biasa disebut dengan nilai tebal paruh,

yaitu ketebalan bahan yang diperlukan untuk mengurangi intensitas dari sinar-X

3

atau sinar gamma hingga setengah dari nilai awalnya (Bushberg et al., 2012;

Bushong, 2013; Yunitasari et al., 2014).

Menurut Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor

1250/MENKES/SK/XII/2009 tentang Pedoman Kendali Mutu (Quality Control)

Peralatan Radiodiagnostik menentukan salah satu parameternya yaitu nilai tebal

paruh (HVL). Dalam keputusannya tersebut dijelaskan persyaratan minimum

HVL, seperti pada Tabel 1.1.

Tabel 1. 1 Persyaratan Minimum Nilai HVL (Menteri Kesehatan, 2009)

Tegangan (kVp) HVL (mmAl)70 2,180 2,390 2,5100 2,7110 3,0120 3,2130 3,5140 3,8150 4,1

Berdasarkan Tabel 1.1 dapat dilihat bahwa kenaikan tegangan tabung sinar-X

dapat meningkatkan nilai HVL. Besar kecilnya nilai HVL dapat mempengaruhi

daya tembus sinar-X. Biasanya besar nilai HVL yang rendah menyebabkan sinar-

X tidak menembus bahan dan tidak berguna bagi pencitraan, tetapi memberikan

dosis yang besar. Sedangkan untuk peningkatan total filtrasi dapat meningkatkan

nilai HVL, tetapi output-nya menurun (Ariga et al., 2012; Yunitasari et al., 2014).

Faktor lain yang dapat mempengaruhi yaitu faktor eksposi yang terdiri atas

tegangan tabung (kV), arus tabung (mA) dan waktu penyinaran (s). Faktor eksposi

sangat berpengaruh menghasilkan kontras radiograf yang optimal dan mampu

menunjukkan perbedaan skala keabuan yang jelas yang mempunyai kerapatan

berbeda. Untuk kualitas sinar-X yang dihasilkan dan daya tembus sinar-X dapat

ditentukan oleh tegangan tabung dan waktu. Arus tabung menentukan jumlah

elektron yang akan melewati target sehingga dihasilkan sinar-X yang intensitas

4

dan energinya cukup untuk menembus bahan tertentu (Fahmi, Firdausi, & Budi,

2008). Sedangkan ketidak konsistensian hasil kualitas gambar, kualitas atau

kuantitas radiasi yang diproduksi dan dosis radiasi yang terjadi merupakan

pengaruh dari keluaran tabung sinar-X. Maka memonitor parameter nilai tebal

paruh (HVL) sangatlah penting sehingga kualitas radiograf dalam memberi

informasi mengenai objek atau organ yang diperiksa akan semakin baik (Artitin,

Suryono, & Setiawati, 2015). Dari uraian di atas maka dalam penelitian ini akan

dilakukan penentuan nilai tebal paruh (HVL) pada timbal (Pb) dari aki bekas guna

proteksi radiasi menggunakan radiografi digital di Laboratorium Fisika Medik

UNNES.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, rumusan masalah yang dikaji

dalam penelitian adalah bagaimana nilai tebal paruh (HVL) yang diperoleh pada

variasi tegangan tabung pesawat sinar-X hasil modifikasi sistem radiografi digital

di Laboratorium Fisika Medik UNNES pada stepwedge dari timbal (Pb) aki bekas?

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai tebal paruh (HVL) yang

diperoleh pada variasi tegangan tabung pesawat sinar-X hasil modifikasi sistem

radiografi digital di Laboratorium Fisika Medik UNNES pada stepwedge dari

timbal (Pb) aki bekas.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Sebagai sarana pengembangan penelitian alat modifikasi radiografi

konvensional ke radiografi digital di Laboratorium Fisika Medik UNNES.

2. Sebagai media informasi untuk memperkaya khasanah keilmuan dan dapat

dijadikan bahan rujukan bagi peneliti serta memberikan pengetahuan bagi

masyarakat umum tentang perkembangan teknologi yang semakin canggih

dan dapat menjadikan sumbangan bagi ilmu dunia medik Indonesia.

5

1.5 Batasan Istilah Pokok

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini yaitu :

1. Uji dilakukan pada pesawat sinar-X hasil modifikasi sistem radiografi digital

di Laboratorium Fisika Medik UNNES,

2. Bahan yang digunakan pada stepwedge terbuat dari serbuk timbal (Pb) yang

berasal dari aki bekas,

3. Campuran yang digunakan pada stepwedge terdiri dari 10% serbuk timbal dan

90% resin bening.

1.6 Kerangka Skripsi

Sistematika dalam skripsi ini disusun dengan tujuan agar pokok-pokok

masalah yang dibahas dapat urut, terarah dan jelas. Sistematika skripsi ini terdiri

dari tiga bagian, yaitu bagian awal, bagian isi, dan bagian akhir.

Bagian awal skripsi berisi halaman judul, halaman persetujuan pembimbing,

halaman pengesahan, halaman pernyataan, halaman motto dan persembahan, kata

pengantar, halaman abstrak, daftar isi, daftar gambar, daftar tabel, dan daftar

lampiran.

Bagian isi skripsi terdiri dari 5 (lima) bab yang meliputi :

1. Bab 1 Pendahuluan

Bab ini memuat latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, kegunaan

penelitian, batasan istilah pokok, dan kerangka skripsi.

2. Bab 2 Landasan Teori

Bab ini terdiri dari kajian mengenai landasan teori yang mendasari

permasalahan skripsi ini serta penjelasan yang merupakan landasan teori yang

diterapkan dalam skripsi dan pokok-pokok bahasan yang terkait dalam

pelaksanaan penelitian.

6

3. Bab 3 Metode Penelitian

Bab ini menguraikan metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan

skripsi. Metode penelitian ini meliputi: desain penelitian, lokasi penelitian,

objek penelitian, alat dan bahan penelitian, variable penelitian, prosedur

penelitian, metode pengumpulan data, dan analisis data.

4. Bab 4 Hasil dan Pembahasan

Bab ini berisi tentang pelaksanaan penelitian, semua hasil penelitian yang

dilakukan dan pembahasan terhadap hasil penelitian.

5. Bab 5 Penutup

Bab ini berisi tentang kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran sebagai

implikasi dari hasil penelitian.

Bagian akhir skripsi berisi daftar pustaka dan lampiran-lampiran yang

melengkapi uraian pada bagian isi skripsi.

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sinar-X

Sinar-X ditemukan oleh Wilhelm Conrad Roentgen seorang profesor fisika

dan rektor Universitas Wuerzburg di Jerman pada tanggal 8 November 1895

dengan melakukan percobaan tabung sinar katoda (Rudi, Pratiwi, & Susilo, 2012).

Sinar-X dan sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki

panjang gelombang pendek antara 10-9 dan 10-16 m, memiliki daya tembus yang

besar, memiliki frekuensi dan radiasi energi tinggi. Sehingga sinar-X mampu

mengionisasi materi yang dilaluinya dan dapat digolongkan sebagai sinar pengion.

Dalam radiologi, sinar-X berasal dari interaksi dengan orbit elektron (Fosbinder &

Orth, 2012).

Semakin tinggi energi sinar-X maka semakin pendek panjang gelombangnya.

Akibatnya, sinar-X berenergi rendah cenderung berinteraksi dengan atom yang

memiliki diameter sekitar 10−9 hingga 10−10 m, sedangkan sinar-X berenergi

sedang umumnya berinteraksi dengan elektron, dan sinar-X berenergi tinggi

umumnya berinteraksi dengan nuclei (Bushong, 2013).

Gambar 2. 1 Skema Tabung Sinar-X (Fosbinder & Orth, 2012)

a

b

c

d

e

8

Secara skematik, seperti Gambar 2.1, sebuah katoda yang dipanasi oleh

sebuah filamen melalui arus listrik yang memasok elektron terus menerus secara

emisi termonik. Sehingga terjadi perbedaan potensial tinggi V yang dipertahankan

antara katoda dan target logam yang biasa disebut sebagai anoda (Beiser, 2003).

Perbedaan potensial tersebut mengakibatkan elektron tertarik ke anoda dan

memiliki energi kinetik ��t� yang berasal dari anoda sehingga menghasilkan

energi sinar-X �t�� dan energi panas �䭘� (Ratnasari, 2018), dapat dirumuskan

pada Persamaan 2.1 sebagai berikut :

��݁�݇� � ��݅�݊�ܽ� � ��݊�݊� (2.1)

�t � t� � 䭘 (2.1a)

�t � t �� 䭘 (2.1b)

� � t��tܽ䭘

(2.1c)

dimana : Ekelektron = energi kinetik (J)

e = muatan elektron (-1,6 x 10-19 C)

Q = energi panas (J)

� = panjang gelombang (m)

h = konstanta Planck (6,62 x 10-34 Js)

c = kecepatan cahaya (m/s)

V = tegangan tabung sinar-X (kV)

Ketika elektron tersebut mengenai anoda, sinar-X dipancarkan ke segala arah

di dalam tabung sinar-X dan lebih dari 99% energi elektron disimpan dalam anoda

sebagai panas serta sekitar 1% dari energi elektron yang dikonversi berubah

menjadi sinar-X yang dikeluarkan melalui celah tabung sinar-X. Sisa-sisa sinar-X

dapat mengisolasi listrik dan pendingin untuk tabung karena telah diserap oleh oli.

Tabung sinar-X melindungi terhadap sengatan listrik dan menyerap radiasi

kebocoran yang dipancarkan diluar berkas sinar-X, dimana kebocoran tersebut

tidak diperlukan bagi radiographer dan pasien (Fosbinder & Orth, 2012).

9

Komponen-komponen utama dalam tabung sinar-X dapat dilihat pada Gambar

2.1, diuraikan sebagai berikut :

a. Katoda

Katoda merupakan elektron negatif yang berada di dalam tabung sinar-X.

Berfungsi sebagai penghasil awan termionik, yang menghantarkan tegangan

tinggi ke ruang antara katoda dan anoda serta memfokuskan jalannya elektron saat

melaju ke arah anoda.

b. Filament

Filament terdapat pada katoda yang menyediakan elektron proyektil untuk

mempercepat menuju anoda serta berbentuk gulungan spiral kawat dari wolfram

(tungsten). Perubahan arus pada filament disebut dengan miliampere (mA),

menghasilkan perubahan jumlah elektron proyektil yang disebut emisi termionik.

Hal ini menyebabkan elektron mendidih pada kawat filament dan membentuk

awan termionik. Awan tersebut dapat didorong menuju target anoda yang

merupakan tempat diproduksinya foton sinar-X setelah menekan exposure switch.

Jumlah sinar-X yang dihasilkan tergantung pada peningkatan atau penurunan

jumlah elektron proyektil yang menabrak anoda.

c. Focusing Cup

Focusing Cup terbuat dari nikel dan terdapat dua buah cekungan dangkal yang

berisi filament. Elektron bermuatan negatif cenderung menyimpang dengan pola

yang luas karena adanya tolakan electrostatic. Pada permukaan focusing cup

terdapat muatan negatif rendah yang memaksa elektron proyektil menjadi berkas

sempit saat elektron tersebut dipercepat menuju anoda.

d. Anoda

Anoda merupakan elektron positif terletak di sisi positif tabung sinar-X yang

berisi titik fokus, yaitu tempat dimana berhentinya elektron proyektil. Berfungsi

sebagai permukaan target untuk elektron tegangan tinggi dari berkas dan

merupakan sumber foton sinar-X, mengalirkan tegangan tinggi dari katoda

kembali ke sirkuit sinar-X, dan berfungsi sebagai konduktor termal utama.

Terdapat dua macam anoda yaitu anoda diam dan anoda putar.

10

e. Glass Envelope

Tabung sinar-X merupakan tabung vakum yang didalamnya terdapat dua

elektroda yaitu katoda dan anoda. Semua udara yang berada didalamnya akan

dikeluarkan dari tabung sinar-X agar menjadi vakum atau ruang hampa sehingga

memungkinkan elektron mengalir dari katoda ke anoda.

Berdasarkan proses terjadinya, sinar-X dibagi menjadi dua yaitu sinar-X

karakteristik dan sinar-X bremsstrahlung.

2.1.1 Sinar-X Karakteristik

Gambar 2. 2 Ilustrasi sinar-X karakteristik dihasilkan (Bushberg et al., 2012)

Sinar-X karakteristik dihasilkan dari proyektil elektron berinteraksi dengan

elektron kulit terdalam dari atom target daripada elektron kulit terluar. Ketika

terjadi interaksi yang dapat mengionisasi atom target melalui pelepasan elektron

pada kulit terdalam maka terjadilah sinar-X karakterisasi. Kemudian kekosongan

kulit elektron tersebut akan diisi oleh kulit elektron terluar. Transisi elektron dari

kulit elektron terluar menuju kekosongan pada kulit elektron yang lebih dalam

akan mengemisikan foton yang disebut sinar-X karakteristik. Sinar-X

karakteristik tersebut berbeda-beda sesuai dengan orbital tempat kekosongan

terjadi. (Andika, 2010; Bushberg et al., 2012; Bushong, 2013).

11

Sebagai contoh, seperti pada Gambar 2.2 ketika proyektil elektron

mengionisasi atom target dengan mengosongkan kulit elektron K maka disebut

sinar-X karakteristik-K dan jika kekosongan terjadi pada kulit elektron L maka

disebut sinar-X karakteristik-L. Jika kekosongan terjadi dalam satu kulit elektron

dan diisi oleh kulit elektron yang berdekatan maka dapat didefinisikan sebagai

subscript alpha (Bushberg et al., 2012).

2.1.2 Sinar-X Bremsstrahlung

Bremsstrahlung berasal dari bahasa Jerman yang berarti radiasi pengereman

(Bushong, 2013). Bremsstrahlung juga disebut sebagai brems, adalah radiasi yang

dihasilkan ketika elektron proyektil melambat di anoda (Fosbinder & Orth, 2012).

Perlambatan tersebut dikarenakan muatan dan massa inti atom lebih besar

daripada elektron (Andika, 2010).

Ketika elektron mendekati inti, medan gaya nuklir sangat kuat sehingga

terlalu besar untuk ditembus elektron. Akibatnya, proyektil elektron melambat

atau mengerem dan kemudian menyebabkan elektron mengubah arah. Saat

elektron melambat, maka akan kehilangan energi yang dipancarkan sebagai foton

x-ray yang lebih dikenal dengan bremsstrahlung (Fosbinder & Orth, 2012)

diperlihatkan dalam Gambar 2.3. Sedangkan pada Gambar 2.4 memperlihatkan

spektrum bremsstrahlung yaitu distribusi probabilitas foton sinar-X sebagai fungsi

energi foton (keV) (Bushberg et al., 2012).

12

Gambar 2. 3 Proses Terjadinya Sinar-X Bremsstrahlung (Bushberg et al., 2012)

Gambar 2. 4 Distribusi energi bremsstrahlung untuk beda potensial percepatan90 kV (Bushberg et al., 2012)

2.2 Interaksi Sinar-X dengan Materi

Interaksi sinar-X dengan materi pada berbagai tingkat struktural

mengakibatkan adanya lima proses absorbsi radiasi yaitu hamburan koheren, efek

Compton, efek fotolistrik, produksi pasangan, dan fotodisentegrasi. Namun efek

13

Compton dan efek fotolistrik sangat penting bagi radiologi diagnostik (Bushong,

2013).

2.2.1 Efek Compton

Efek Compton terjadi ketika sinar-X berinteraksi dengan elektron kulit

terluar yang berikatan lemah. Hal ini mengakibatkan foton sinar-X yang datang

mengionisasi atom dengan memindahkan elektron kulit luar pada arah yang

berbeda. Sehingga energi foton yang datang dibagi antara elektron terhambur

Compton dan sinar-X yang terhambur. Foton sinar-X yang terhambur memiliki

energi lebih rendah dan panjang gelombang lebih panjang daripada foton yang

datang. Gambar 2.5 mengilustrasikan hamburan Compton pada sinar-X yang

datang menumbuk elektron kulit terluar.

Gambar 2. 5 Skema efek Compton (Fosbinder & Orth, 2012)

Efek Compton dapat dirumuskan sebagai berikut :

Ei = Es + Eb + Eke

dimana, Ei adalah energi foton yang datang, Es adalah energi dari hamburan

Compton, Eb adalah energi pengikat elektron, dan Eke adalah energi kinetik yang

diberikan oleh elektron Compton (Fosbinder & Orth, 2012).

14

2.2.2 Efek Fotolistrik

Sinar-X dalam rentang diagnostik mengalami interaksi pengion dengan

elektron kulit terdalam. Sinar-X tidak tersebar melainkan diserap sepenuhnya

seperti pada Gambar 2.6. Proses tersebut disebut efek fotolistrik (Bushong, 2013).

Gambar 2. 6 Efek Fotolistrik (Bushong, 2013)

Menurut (Khan, 2003) efek fotolistrik merupakan fenomena dimana foton

berinteraksi dengan atom dan mengeluarkan salah satu elektron orbital atom.

Proses efek fotolistrik terjadi ketika seluruh energi foton diserap oleh atom

kemudian ditransfer ke elektron atom. Energi kinetik dari elektron yang

dilepaskan dalam proses ini disebut fotoelektron yang nilainya sama dengan

t� ܽ �� , dimana �� adalah energi pengikat elektron. Interaksi tersebut dapat

terjadi dengan elektron di kulit K, L, M, atau N.

2.3 Nilai Tebal Paruh (HVL)

Nilai tebal paruh (HVL) adalah ketebalan bahan yang diperlukan untuk

mengurangi intensitas sinar-X menjadi setengah dari intensitas semula. Jumlah

kVp dan berkas filtrasi dapat mempengaruhi nilai HVL. Kualitas sinar-X atau

penetrasi sinar dapat digambarkan melalui HVL. Semakin banyak sinar-X yang

menembus bahan maka HVL yang dimiliki juga lebih besar (Fosbinder & Orth,

2012).

15

Gambar 2. 7 Kurva Intensitas Sinar-X Setelah Melewati Bahan

(Artitin et al., 2015)

Gambar 2. 8 Pengurangan Intensitas Sinar-X menjadi Setengah Intensitas Semula(Wiguna et al., 2019)

Nilai HVL suatu bahan dapat dihitung dari koefisien serap linier (μ) nya

dengan persamaan berikut :

� � �݇�ܽ�� (2.2)

Apabila intensitas setelah melewati bahan menjadi setengah dari intensitas

semula maka tebal bahan (x) dapat didefinisikan sebagai HVL, sehingga

didapatkan :�䉀�t � �݇�ܽ��

�䉀� �ܽ��tt��

ln 䉀 � ��tt��

�

�t� �

�䉀�t

16

tal�t � ��tt��

tt� � tal�t�

(2.3)

2.4 Citra

Citra atau gambar berasal dari bahasa Latin imago yang berarti suatu

representasi, kemiripan, atau imitasi dari suatu obyek atau benda. Menurut

jenisnya, citra dikelompokkan menjadi citra tampak dan citra tidak tampak.

Dalam kehidupan sehari-hari, contoh citra tampak yaitu foto, gambar, dan lukisan.

Sedangkan untuk citra tidak tampak yaitu data gambar dalam file (citra digital)

dan citra yang direpresentasikan menjadi fungsi matematis. Berdasarkan contoh

citra diatas hanya citra digital yang dapat diproses lebih lanjut menggunakan

komputer (Gazali, Soeparno, & Ohliati, 2012).

Gambar 2. 9 Koordinat titik dalam citra (Artitin et al., 2015)

Citra digital adalah fungsi dua variabel ��aa� dimana x dan y merupakan

koordinat spasial. Nilai ��aa� dapat diartikan sebagai intensitas citra pada

koordinat tersebut (dapat dilihat pada Gambar 2.9). Sedangkan pencitraan atau

imaging merupakan kegiatan untuk mengubah informasi citra non digital menjadi

citra digital. Pada sebuah citra digital terdapat sebuah warna kombinasi dari tiga

warna dasar yaitu merah, hijau, dan biru yang biasa dikenal dengan istilah RGB

(Red Green Blue) (Gazali et al., 2012).

Width (M Pixel)

Height(NPixel)

17

2.5 Proteksi Radiasi

Radiasi sinar-X selain memberi banyak manfaat yang besar bagi dunia

kedokteran, juga memberi efek merugikan bagi pasien terutama bagi operator

sinar-X dan pekerja radiasi lainnya. Oleh sebab itu proteksi radiasi sangat penting

dalam mengendalikan efek merugikan tersebut dan setiap instalasi radiologi harus

memperhatikan proteksi radiasi (Laitabun, Sutanto, & Anam, 2013).

Proteksi radiasi atau keselamatan radiasi merupakan kegiatan untuk

mengurangi pengaruh radiasi yang merusak akibat paparan radiasi (BAPETEN,

2015). Salah satu hal terpenting yang terdapat di dalam proteksi radiasi yaitu

memperhatikan dinding ruangan sinar-X. Dinding ruangan sinar-X harus terbuat

dari Pb 2 mm, dapat juga berupa batu bata merah dengan ketebalan 25 cm dan

massa jenis 2,2 g/cm3 atau dapat berupa beton dengan ketebalan 20 cm (Laitabun

et al., 2013). Kegunaan proteksi radiasi untuk menjadikan keadaan dimana dosis

radiasi yang mengenai manusia dan lingkungan hidup tidak melampaui nilai batas

yang ditentukan. Selain itu, proteksi radiasi juga bertujuan mencegah akibat

terjadinya efek stokastik dan non stokastik (deterministik) serta meyakinkan

kegiatan yang menggunakan zat radioaktif atau sumber radiasi yang dibenarkan

(Sari, 2012). Dalam proses pengurangan paparan radiasi diperlukan suatu

perlengkapan yang mampu mengurangi paparan radiasi agar tidak merugikan

terhadap kesehatan, maka syarat yang harus dipenuhi agar kondisi lingkungan

diluar ruangan menjadi aman bagi orang lain, ditetapkan sebesar 0,25 mRem/jam

(Atmojo, Krismawan, & Jalil, 2011).

2.5.1 Efek Radiasi pada Tubuh Manusia

Pada pemanfaatan radiasi sinar-X, proteksi radiasi pada pasien yang harus

menerima pemberian radiasi dilakukan sesuai kebutuhan klinis merupakan aspek

penting dalam pelayanan diagnostik radiologi yang perlu mendapat perhatian

secara kontinu. Ketika sinar-X menembus bahan menyebabkan terjadinya

tumbukan foton dengan atom-atom bahan yang akan menimbulkan ionisasi

didalam bahan tersebut. Kejadian tersebut memungkinkan timbulnya efek radiasi

terhadap tubuh, baik yang bersifat non stokastik , stokastik maupun efek genetik

(Hidayatullah, 2017).

18

Efek-efek tersebut terjadi ketika paparan radiasi yang diterima oleh pasien

melebihi nilai batas dosis yang telah ditentukan. Efek stokastik berhubungan

dengan dosis rendah, yaitu dosis radiasi dari 0,25 sampai 1.000 mSv yang dapat

muncul dalam bentuk kanker (kerusakan somatik) atau cacat pada keturunan

(kerusakan genetik). Dalam efek stokastik tidak mengenal dosis ambang, sehingga

sekecil apapun dosis yang diterima tubuh memungkinkan terjadinya kerusakan

somatik maupun genetik (Samosir & Ilyas, 2012). Sedangkan efek genetik terjadi

apabila dosis yang diterima oleh manusia mencapai 40 x 10-4 Sv-1 atau 0,4 x 10-4

rem-1 (Khan, 2003).

2.5.2 Proteksi Radiasi Eksternal

Proteksi radiasi eksternal adalah salah satu bentuk pencegahan terhadap

segala macam sumber radiasi yang berada diluar tubuh manusia serta dapat

dilakukan menggunakan satu atau beberapa teknik, yaitu membatasi waktu

pajanan, memperbesar jarak dari sumber, dan menggunakan penahan radiasi

(Hiswara, 2015). Cara lain yang dapat menjamin keselamatan dan kesehatan

adalah mengontrol penerimaan dosis radiasi eksternal secara rutin, yaitu

melakukan pengontrolam dosis radiasi eksternal yang diterima (Widyaningsih &

Sutanto, 2013)

1. Waktu Pajanan

Pembatasan waktu pajanan berguna untuk mengurangi bahaya radiasi

eksternal yang berdasar bahwa untuk laju dosis yang konstan, dosis serap total

sebanding dengan lamanya pajanan atau dapat dirumuskan sebagai berikut.

�݇�݅� ݁݇݁݊� � �݊h� �݊h݊�݊� � �݊ঁ݊ �݊h݊�݊�

Maka membatasi waktu pajanan sangatlah penting dilakukan agar perkalian laju

dosis dengan waktu pajanan tidak melebihi nilai batas dosis yang berlaku.

2. Jarak dari Sumber

Upaya lain untuk mencegah bahaya radiasi eksternal dapat dilakukan dengan

bekerja sedapat mungkin pada jarak yang sebesar-besarnya dari sumber. Besar

laju dosis dengan jarak yang diberikan secara sedehana dapat dirumuskan :

19

��䉀

��䉀��

dengan,

D1 = Laju dosis radiasi pada titik 1

D2 = Laju dosis radiasi pada titik 2

d1 = Jarak dari sumber di titik 1

d2 = Jarak dari sumber di titik 2

Rumusan sederhana diatas dapat juga disebut sebagau hukum kebalikan jarak

pangkat dua.

3. Penahan Radiasi Sinar-X

Penahan radiasi sinar-X terbagi atas dua kategori, yaitu penahan sumber

radiasi dan penahan struktur radiasi. Biasanya penahan sumber radiasi disediakan

oleh pembuat pesawat sinar-X dalam bentuk penahanan timbal dimana tabung

pesawat ditempatkan. Sedangkan penahan struktur dibuat untuk melindungi

bahaya akibat berkas langsung sinar-X, radiasi bocor, dan radiasi yang terhambur.

Penahan struktur terdiri dari penahan radiasi primer dan penahan radiasi

sekunder. Penahan radiasi primer meliputi bahaya akibat berkas langsung sinar-X

dan penahan radiasi sekunder meliputi penahan radiasi bocor dan hambur. Dalam

pembuatan penahan struktur menggunakan konsep nilai batas dosis dalam

perhitungannya. Nilai batas dosis yang digunakan untuk staf adalah 20 mSv per

tahun dan 1 mSv per tahun digunakan oleh masyarakat umum.

2.6 Kuantitas dan Kualitas Sinar-X

Sinar-X dipancarkan melalui jendela tabung sinar-X berbentuk spektrum

energi. Berkas sinar-X ditandai dengan adanya kuantitas (jumlah sinar-X dalam

berkas) dan kualitas (daya tembus sinar-X) (Bushong, 2013).

2.6.1 Kuantitas Sinar-X

2.6.1.1 Intensitas Sinar-X

Intensitas sinar-X dalam sistem pencitraan sinar-X diukur dalam miligray

(mGya) di dalam udara dan disebut juga dengan kuantitas sinar-X. Selain itu,

20

paparan radiasi bisa juga sebagai pengganti intensitas sinar-X atau kuantitas sinar-

X. Semuanya memiliki arti yang sama dan diukur dalam mGya (mR).

Jumlah pasangan ion yang diproduksi di udara oleh sejumlah sinar-X

disebut dengan mGya (mR). Seiring dengan peningkatan jumlah sinar-X maka

jumlah ionisasi di udara juga meningkat.

2.6.1.2 Faktor yang Mempengaruhi Kuantitas Sinar-X

Faktor-faktor yang mempengaruhi kuantitas sinar-X juga mempengaruhi

image reseptor exposure, dapat dilihat dalam Tabel 2.1.

Tabel 2. 1 Faktor-faktor yang mempengaruhi kuantitas sinar-X dan image

reseptor exposure (Bushong, 2013)

PengaruhPeningkatan Kuantitas Sinar-X Image Reseptor

Exposure

mAs Meningkat secaraproporsional Meningkat

kVpMeningkat�t�䉀�t��

䉀Meningkat�t�䉀�t��

h

JarakBerkurang

��䉀

䉀Berkurang

��䉀

䉀

Filtrasi Berkurang Berkurang

a. Miliampere Seconds (mAs)

Kuantitas sinar-X berbanding lurus dengan mAs. Ketika nilai mAs

digandakan maka jumlah elektron yang mengenai target tabung menjadi dua kali

lipat, sehingga jumlah sinar-X yang dipancarkan menjadi dua kali lipat,

dirumuskan sebagai berikut:��䉀�ঁt��ঁt�䉀

dimana I1 dan I2 merupakan intensitas sinar-X pada mAs1 dan mAs2.

21

b. Kilovolt Peak (kVp)

Kuantitas sinar-X berpengaruh terhadap perubahan kVp. Perubahan kuantitas

sinar-X sebanding terhadap kuadrat rasio kVp, yaitu jika kVp digandakan maka

intensitas sinar-X akan meningkat dengan faktor 4. Secara matematis dinyatakan

sebagai berikut:

��䉀�

�t��t�䉀

䉀

dimana I1 dan I2 merupakan intensitas sinar-X pada kVp1 dan kVp2.

c. Distance

Intensitas sinar-X berbanding terbalik dengan jarak kuadrat dari tabung sinar-

X. Hubungan tersebut dikenal dengan sebutan hukum kuadrat terbalik

��䉀�

�䉀��

䉀

dimana I1 dan I2 merupakan intensitas sinar-X pada jarak d1 dan d2.

d. Filtration

Biasanya pada pencitraan sinar-X terdapat filter logam aluminium (Al) dengan

ketebalan 1 mm hingga 5 mm, yang ditempatkan pada berkas sinar-X yang

digunakan. Tujuannya untuk mengurangi jumlah sinar-X berenergi rendah. Sinar-

X berenergi rendah tidak memberikan pengaruh apapun terhadap pencitraan,

melainkan meningkatkan dosis pasien. Hal tersebut dikarenakan sinar-X berenergi

rendah dapat diserap dalam jaringan superficial dan tidak menembus untuk

mencapai reseptor gambar, sehingga penambahan filtrasi ke berkas sinar-X

berguna untuk mengurangi dosis pasien.

2.6.2 Kualitas Sinar-X

2.6.2.1 Daya Tembus Sinar-X

Energi sinar-X sebanding dengan daya tembus, ketika energi sinar-X

meningkat maka daya tembus juga meningkat. Daya tembus sinar-X mengacu

pada kemampuan sinar-X menembus bahan dan daya tembus sinar-X disebut

dengan kualitas sinar-X. Sinar-X yang mempunyai kemampuan daya tembus

tinggi disebut dengan sinar-X berkualitas tinggi, sedangkan sinar-X yang

22

mempunyai kemampuan daya tembus rendah disebut dengan sinar-X berkualitas

rendah.

2.6.2.2 Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Sinar-X

Ada beberapa faktor yang tidak dapat mempengaruhi kuantitas sinar-X

maupun kualitas sinar-X dan ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi

kuantitas sinar-X dan kualitas sinar-X, dapat dilihat pada Tabel 2.2

Tabel 2. 2 Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas sinar-X dan kuantitas

sinar-X (Bushong, 2013)

PengaruhPeningkatan Kualitas Sinar-X Kuantitas Sinar-X

mAs - MeningkatkVp Meningkat MeningkatJarak - BerkurangFiltrasi Meningkat Berkurang

a. Filtration

Penambahan filtrasi ke berkas sinar-X bertujuan untuk menghilangkan berkas

sinar-X berenergi rendah secara selektif yang memiliki sedikit peluang untuk

mencapai reseptor gambar. Pada Gambar 2.10 menunjukkan spektrum emisi

berkas sinar-X tanpa filter dan berkas sinar-X menggunakan filtrasi normal.

23

Gambar 2. 10 Spektrum emisi berkas sinar-X tanpa filter dan menggunakan

filtrasi normal (Bushong, 2013)

Sinar-X yang disaring secara ideal akan menjadi monoenergetic karena sinar

tersebut dapat mengurangi dosis pasien. Sehingga peningkatan filtrasi dapat

meningkatkan kualitas sinar-X. Filtrasi berkas sinar-X mempunyai dua macam,

yaitu inherent filtration dan added filtration.

2.7 Digital Radiography (RD)

Radiografi konvensional berbasis film telah mengalami perkembangan

menjadi radiografi digital tanpa film dimana memanfaatkan sensor digital untuk

menangkap citra (Louk & Suparta, 2014). Kemunculan sistem radiografi digital

ini mendatangkan beberapa keuntungan, diantaranya tidak terbatas pada

penyimpanan digital dan transfer gambar, tidak memerlukan proses kimiawi,

lintang paparan yang lebih luas, dan algoritma pasca pemrosesan (Ching et al.,

2015). Keuntungan lainnya menggunakan radiografi digital adalah citra digital

hasil dapat diproses lebih lanjut, misalnya menggunakan teknik pengolahan citra

(image processing, pattern recognition dan image archieving) (Susilo et al., 2014)

dan dapat juga dianalisa menggunakan tingkat keabuan pada radiografi digital

yang dinyatakan dalam interval tingkat keabuan (gelap terang). Tingkat keabuan

tersebut berbanding lurus dengan intensitas berkas sinar-X yang diteruskan

24

(Susilo et al., 2011). Selain memiliki keuntungan, radiografi digital juga memiliki

kelemahan yaitu adanya kemunculan derau atau noise pada citra digital hasil

(Louk & Suparta, 2014).

Gambar 2. 11 Diagram alir sistem pencitraan radiografi digital modifikasi darisistem radiografi konvensional (Susilo, 2016)

Penangkapan citra pada radiografi digital tanpa menggunakan film,

melainkan menggunakan penangkap gambar digital untuk merekam citra digital

hasil dan mengubahnya menjadi file digital yang dapat ditampilkan atau dicetak

untuk dianalisis oleh dokter atau radiolog (Ratnasari, 2018). Rancang bangun

radiografi hasil modifikasi dari sistem radiografi konvensional menjadi sistem

radiografi digital yang berada di Laboratorium Fisika Medik UNNES dilukiskan

seperti pada gambar 2.11. Gambar tersebut menjelaskan tentang sistem radiografi

konvensional (RK) yang sudah dimodifikasi menjadi sistem radiografi digital (RD)

berbasis intensifying screen dengan mode radiografi sebagai suatu unit pencitraan

seperti yang ada di rumah sakit. Upaya modifikasi yang dilakukan dengan cara

menambah unit tabung kedap cahaya (light tight tube) dibelakang intensifying

screen sehingga bayangan obyek bisa ditangkap oleh kamera DSLR, kemudian

dapat ditampilkan pada layar monitor PC (radiograf). Dengan menggunakan

prinsip radiografi digital tersebut maka pemrosesan film radiografi konvensional

tidak diperlukan lagi (Susilo et al., 2014).

25

2.7.1 Intensifying Screen

Intensifying Screen berfungsi sebagai pengubah sinar-X menjadi sinar

tampak sehingga bayangan yang terbentuk dari objek dapat ditangkap oleh

kamera DSLR (Susilo et al., 2014) dan bertujuan untuk meningkatkan efisiensi

penyerapan sinar-X serta mengurangi dosis ke pasien. Intensifying Screen dapat

mengubah sinar-X tunggal menjadi ribuan foton cahaya berenergi rendah, yang

kemudian memaparkan film tersebut. Konversi energi sinar-X menjadi energi

cahaya mengakibatkan jumlah radiasi yang dibutuhkan untuk menghasilkan citra

yang dapat diterima. Film sinar-X disimpan dalam kaset kedap cahaya yang

terletak antara dua layar penguat intensitas yang diilustrasika dalam Gambar 2.12

(Fosbinder & Orth, 2012).

Gambar 2. 12 Intensifying screen ditempatkan bersebelahan dengan film(Ratnasari, 2018)

2.8 Deret Radioaktif

Pada umumnya, inti radioaktif diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu

inti radioaktif tidak stabil yang ditemukan di alam atau bisa disebut radioaktivitas

alami dan inti radioaktif tidak stabil yang diproduksi di laboratorium melalui

reaksi nuklir atau bisa disebut radioaktivitas buatan (Serway & Jewett, 2013). Inti

yang tidak stabil dapat meluruh secara spontan dengan memancarkan partikel dan

gelombang elektromagnetik atau biasa disebut radioaktivitas. Unsur radioaktif

terdiri atas unsur yang memiliki nomor atom Z > 83. Sedangkan awal dari deret

radioaktif yang menghasilkan produk stabil akhir disebut disintegrasi inti

radioaktif. Unsur-unsur yang terdapat di alam sebagian besar termasuk ke dalam

empat deret radioaktif yang terdiri dari tiga seri inti radioaktif alami dan satu inti

radioaktif buatan, dapat dilihat pada Tabel 2.3 (Mardiana, Prihandono, &

Yushardi, 2019).

26

Tabel 2. 3 Empat deret radioaktif (Beiser, 2003)

Nomor Massa Nama Deret Inti Induk Waktu Paruh(tahun)

Produk IntiAkhir Stabil

4n Thorium 93Th232 1,39 x 109 82Pb208

4n + 1 Neptonium 93Np232 2,25 x 106 83Bi209

4n + 2 Uranium 93U232 4,51 x 109 82Pb206

4n + 3 Aktinium 93U232 7,07 x 108 82Pb207

Setiap deret radioaktif dimulai dengan isotop radioaktif berumur panjang

tertentu yang waktu paruhnya melebihi salah satu keturunannya yang tidak stabil.

Tiga deret alami dimulai dengan �䉀䉀th� (Uranium), �䉀

䉀th� (Aktinium), dan �t䉀t䉀�t

(Thorium) dan produk akhir stabil yang sesuai adalah tiga isotop timbal, yaitu

h䉀䉀tl�‴, h䉀

䉀th�‴, dan h䉀䉀th�‴. Sedangkan untuk deret radioaktif buatan dimulai dengan

�t䉀th�� yang termasuk dalam transuranic elemen (memiliki nomor atom lebih

besar dari Uranium) yang tidak bisa ditemukan di alam serta memiliki produk

akhir stabilnya adalah ht䉀t��݅ (Serway & Jewett, 2013).

Terdapatnya empat deret radioaktif menunjukkan adanya peluruhan alpha

yang mengakibatkan berkurangnya jumlah massa inti sebesar 4. Sehingga inti

atom yang nomor massanya memenuhi A = 4n, dengan n merupakan bilangan

bulat, dapat meluruh menjadi inti stabil. Nilai A dalam empat deret radioaktif

dinyatakan sebagai 4n, 4n+1, 4n+2, dan 4n+3 (Beiser, 2003).

Peluruhan tersebut dapat meluruh melalui peluruhan alpha, peluruhan beta,

dan peluruhan gamma sehingga menghasilkan produk stabil akhir. Kisaran waktu

paruh deret radioaktif alami sekitar 1010 tahun sedangkan deret radioaktif buatan

sekitar 106 tahun. Salah satu contoh deret radioaktif alam adalah deret Uranium

( �䉀䉀th�� dan pada Tabel 2.4 menunjukkan tahapan peluruhan deret radioaktif

Uranium ( �䉀䉀th�� (Rahma, 2016).

27

Tabel 2. 4 Peluruhan radioaktif deret Uranium (Rahma, 2016)

Simbol Radiasi Waktu Paruh238U A 4,468 milyar tahun234Th β,� 24,1 hari234Pa B 1,18 menit234U A 248.000 tahun230Th A 75.200 tahun226Ra A 1602 tahun222Rn A 3,825 hari218Po A 3,05 menit214Pb β,� 26,8 2maaenit214Bi β,� 19,7 menit214Po A 1,64/10.000 detik210Pb B 22 tahun210Bi B 5,02 hari210Po A 138,3 hari206Pb - Stabil

2.9 Timbal (Pb)

Radiasi sinar alpha, sinar beta, sinar-X, dan sinar gamma sudah banyak

digunakan di bidang pembangkit listrik tenaga nuklir, bidang kesehatan , dan

industri dirgantara. Oleh karena itu diperlukan perlindungan radiasi untuk

mencegah masalah kesehatan akibat dari paparan radiasi. Salah satu upaya untuk

perlindungan radiasi adalah penggunaan bahan pelindung radiasi yang efisien,

misalnya timbal dan komponen lainnya dalam bentuk plat, lembaran, dan balok

(Bagheri, Razavi, & Ahmadi et al., 2018).

Timbal (Pb) termasuk dalam kelompok logam berat golongan IVA dalam

sistem periodik unsurk kimia. Timbal mempunyai nomor atom 82 dengan berat

atom sebesar 207,2 sma. Pada suhu kamar berbentuk padat, memiliki titik lebur

327,4°C, dan memiliki berat jenis sebesar 11,34 g/cm3. Di alam timbal jarang

28

ditemukan dalam keadaan bebas melainkan dalam bentuk senyawa dengan

molekul lain, contohnya PbBr2 dan PbCl2 (Gusnita, 2012).

Pada efek fotolistrik, efek Compton, dan produksi pasangan terjadi proses

pengurangan energi sinar gamma atau sinar-X. Hal tersebut dikarenakan

kebolehjadian interaksi lebih besar pada materi bernomor atom tinggi, maka

timbal dan besi merupakan materi yang cocok sebagai perisai sinar gamma atau

sinar-X. Dalam rentang energi radiasi 0,5 – 0,75 MeV, kerapatan material perisai

lebih penting dan untuk energi radiasi yang tinggi maupun yang rendah material

perisai bernomor atom tinggi lebih efektif (Rahma, 2016). Logam timbal dapat

dijadikan bahan proteksi radiasi sinar gamma atau sinar-X dengan adanya daya

serapnya terhadap radiasi sinar-X dengan ketebalan tertentu setara dengan daya

serap terhadap sinar-X yang sesuai dengan standar yang diacu (Kristiyanti &

Atmojo, 2005).

29

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fisika Universitas Negeri Semarang.

Proses pembuatan sampel stepwedge berbahan serbuk timbal (Pb) dilakukan di

rumah peneliti yang beralamat di Notodiningratan 112 Kemlayan, Kota Surakarta,

sedangkan untuk pembentukan stepwedge dilakukan di Raka Reklame. Untuk

eksposi sinar-X dilakukan di Laboratorium Fisika Medik Universitas Negeri

Semarang. Analisis hasil eksposi sinar-X menggunakan software Python 3.8 dan

untuk penentuan nilai HVL menggunakan Persamaan 3.3 dan Persamaan 3.4.

Penelitian dilakukan pada bulan Maret – Agustus 2020.

3.2 Alat dan Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi resin bening, katalis, dan

serbuk timbal (Pb) dari aki bekas. Sedangkan alat-alat yang digunakan meliputi

cetakan yang terbuat dari kayu berukuran 25 cm x 15 cm x 0,5 cm, gergaji ukir

(alat pembentuk stepwedge), Mobile Radiodiagnostic type SF100BY, timbangan

digital, wadah, pengaduk, mistar, Laptop merk Acer Aspire ES 11 dan software

Python 3.8.

3.3 Prosedur Penelitian

3.3.1 Proses Penelitian

1. Metode yang digunakan peneliti adalah metode eksperimen langsung (sekali

expose) dengan membuat objek stepwedge dan melakukan eksposi

terhadapnya untuk mengetahui nilai HVL.

2. Objek penelitian ini adalah stepwedge berbahan dasar serbuk timbal dan resin

bening.

3. Variabel Penelitian

a. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah nilai tegangan (kV) sinar-X.

30

b. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah nilai HVL dari citra radiografi

digital.

c. Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah nilai arus (mA) sinar-X dan

nilai waktu (s) sinar-X.

3.3.2 Alur Penelitian

Gambar 3. 1 Skema tahapan penelitian

Mulai

Menyiapkan alatdan bahan

Mencampurkan resin,katalis, dan serbuk

timbal

Mencetakcampuran tersebut

Mengukir cetakan agarberbentuk stepwedge

Mengeksposeterhadap sinar-X

Menganalisis data menggunakansoftware Python dan Microsoft

Excel serta melakukanpembahasan

Selesai

Membuka akibekas

Menumbuk plat timbalhingga menjadi serbuk

timbal

Menimbang serbuk timbaldan resin bening denganperbandingan 10% serbuktimbal dan 90% resin

bening

31

3.3.3 Pembuatan Stepwedge

Langkah-langkah pembuatan stepwedge berbahan dasar serbuk timbal dan

resin terdiri atas :

a. Membuka aki bekas kemudian menumbuk plat timbal hingga menjadi serbuk

timbal, dapat dilihat pada Gambar 3.2.

(a) (b)

Gambar 3. 2 (a) Plat timbal dari aki bekas sebelum ditumbuk, (b) Plat timbalsetelah ditumbuk hingga menjadi serbuk

b. Pembuatan cetakan terbuat dari kayu yang berbentuk balok tanpa tutup

mempunyai ukuran 25 cm x 15 cm x 0,5 cm, seperti Gambar 3.3.

Gambar 3. 3 Cetakan stepwedge timbal

32

c. Mencampur bahan yaitu 270 kg resin bening dengan 3,5 ml katalis,

selanjutnya diaduk hingga merata, seperti Gambar 3.4.

Gambar 3. 4 Campuran resin bening dan katalis

d. Setelah tercampur rata masukkan 30 kg serbuk timbal, lalu aduk lagi hingga

rata, dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3. 5 Campuran resin bening setelah tercampur dengan serbuk timbal

33

e. Setelah campuran tercampur rata, masukkan campuran tersebut ke dalam

cetakan dan diamkan hingga mengeras, seperti Gambar 3.6.

Gambar 3. 6Mencetak serbuk timbal yang dicampur dengan resin bening

f. Mengeluarkan campuran tersebut dari cetakan, seperti Gambar 3.7.

Gambar 3. 7 Hasil cetakan serbuk timbal yang dicampur dengan resin bening

34

g. Setelah mengeluarkannya dari cetakan, campuran yang sudah keras tersebut

dibentuk menggunakan alat gergaji ukir agar campuran tersebut berbentuk

stepwedge dengan spesifikasi sebagai berikut:

Lebar : 1,5 cm

Panjang : 13 cm

Tinggi : 4,5 cm

Banyaknya step : 9 step

Ketebalan setiap step : 0,5 cm

Perbedaan panjang tiap step : 1,5 cm

Gambar 3. 8 Stepwedge berbahan timbal

35

Gambar 3. 9 Alat pembentuk stepwedge berbahan dasar timbal

3.3.4 Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan pada bulan April – Agustus 2020 bertempat di

Laboratorium Fisika Medik UNNES. Langkah pertama pengambilan data yaitu

phantom yang sudah berbentuk stepwedge dieksposi menggunakan radiografi

digital. Faktor eksposi yang digunakan untuk variasi tegangan yaitu nilai kuat

arusnya 16 mA dan waktu 0,25 s. Sedangkan besarnya tegangan 40 kV, 50 kV, 60

kV, 70 kV, 80 kV, dan 90 kV. Untuk mengetahui hubungan antara nilai HVL

yang diperoleh dan perubahan tegangan tabung maka dilakukan variasi nilai

tegangan.

Selanjutnya data yang diperoleh berupa citra digital sekali expose yang

akan diolah menggunakan software Python 3.8 untuk memperoleh nilai Io dan Ix

tiap-tiap step pada stepwedge timbal. Aplikasi yang digunakan berupa cropping

image, dimana aplikasi tersebut dibuat melalui GUI designer pada software

Python 3.8. Kemudian dilakukan pemotongan citra pada proses cropping di tiap

step, mulai pada step ke-0 sampai pada step ke-9 dimana pemotongan dilakukan

berdekatan antara foreground dan background. Selanjutnya potongan hasil citra

tersebut diolah untuk menampilkan nilai intensitas piksel atau skala keabuan citra.

Kemudian nilai Io dan Ix tiap-tiap step pada stepwedge timbal diolah kembali

menggunakan Persamaan 2.2 guna mengetahui nilai HVLnya.

36

3.3.5 Analisis dengan Python

Gambar 3. 10 Tampilan GUI Python

Hasil berupa citra digital yang selanjutnya dianalisis menggunakan

software GUI pada Python 3.8. Tampilan software GUI ditunjukkan pada Gambar

3.10.

Tampilan software pada gambar terdiri dari tiga tombol perintah yaitu:

a) Tombol Load Image

Tombol ini digunakan untuk menampilkan gambar yang akan diuji.

b) Tombol Crop Background

Tombol ini digunakan untuk memotong background yang akan ditampilkan

serta menampilkan nilai intensitas awal.

c) Tombol Crop Foreground

Tombol ini digunakan untuk memotong foreground yang akan ditampilkan

serta menampilkan nilai intensitas akhir.

37

3.3.6 Penentuan Nilai HVL

Pada analisis menggunakan program Python 3.8 telah didapatkan nilai Io

dan nilai Ix tiap-tiap stepwedge timbal pada masing-masing variasi tegangan.

Kemudian dilanjutkan analisis menggunakan Persamaan 3.1 untuk menentukan

nilai HVL stepwedge timbal.

�� ݇�ܽ�� (3.1)��t� �ܽ��

��t�ܽ ��

�� t�� (3.2)

� ��t��

(3.3)

Selanjutnya menentukan nilai μ dapat dihitung secara langsung menggunakan

rumus pada Persamaan 3.3 atau dengan cara lain nilai μ didapatkan dari gradien

garis dari Persamaan 3.2 dengan melakukan fitting pada Microsoft Excel dari

hubungan �� t��

sebagai sumbu y dan ketebalan bahan (x) sebagai sumbu x.

Sehingga nilai HVL didapatkan dari nilai �� yang dirumuskan pada Persamaan 3.4.

tt�� tal�t��

(3.4)

38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Stepwedge berbahan Serbuk Timbal

Timbal (Pb) biasanya digunakan sebagai zat penghambat korosif pada pipa

besi (Artati, 2018). Selain itu, Pb juga banyak digunakan sebagai bahan pengemas,

saluran air, alat-alat rumah tangga, dan hiasan. Logam timbal termasuk dalam

logam berat golongan IVA yang tertera dalam Sistem Periodik Unsur Kimia,

mempunyai nomor atom 82, berat atom 207,2 sma, berbentuk padat pada suhu

kamar, mempunyai titik lebur 327,4°C, dan mempunyai berat jenis sebesar 11,34

g/cm3. Di alam, Pb jarang ditemukan dalam kondisi bebas melainkan dalam

bentuk senyawa dengan molekul lain, contohnya dalam bentuk PbBr2 dan PbCl2(Gusnita, 2012). Menurut PP Nomor 18 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah

Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) terkandung pemanfaatan dan pengelolaan B3

yang tidak berbahaya bagi kesehatan manusia. Oleh karena itu peneliti melakukan

pemanfaatan dan pengelolaan B3 yang berasal dari pencampuran antara plat

timbal dari aki bekas dan resin bening yang bertujuan untuk mendapatkan bahan

yang padat, sehingga memudahkan membuat stepwedge berbahan timbal.

Secara umum penelitian banyak menggunakan stepwedge berbahan

Aluminium. Seperti yang dilakukan oleh Yunitasari (2014) dan Mulyana ( 2013)

sebagai objek pembuatan phantom uji nilai tebal paruh sinar-X. Namun

dikarenakan harga yang relatif mahal maka dilakukanlah penelitian dengan bahan

stepwedge yang relatif murah dan memiliki fungsi yang sama. Dalam penelitian

yang dilakukan Susilo (2011) menggunakan stepwedge berbahan akrilik yang

disusun sebagai uji homogenitas RD dan CR, sedangkan yang dilakukan oleh

Wiguna (2019) menggunakan stepwedge berbahan akrilik sebagai uji penentuan

nilai densitas akrilik dan plastik berdasar citra radiografi digital. Kegunaan

stepwedge tersebut untuk mengetahui perbedaan nilai intensitas sinar-X di setiap

ketebalan stepwedge. Interaksi sinar-X dengan materi dipengaruhi oleh nomor

atom materi dan produksi sinar-X. Materi yang dapat digunakan sebagai proteksi

radiasi adalah beton, timbal, baja, dan materi berat lainnya. Salah satu bahan

39

penahan radiasi yang paling baik sampai saat ini adalah timbal. Hal tersebut

dikarenakan sifat sinar-X yang memiliki daya tembus besar dan mampu

mengionisasi bahan yang dilewatinya maka tidak semua bahan mampu dan cocok

untuk menahan adanya radiasi sinar-X yang datang (Susanti, 2015). Sehingga

stepwedge berbahan dasar serbuk timbal dan resin bening digunakan sebagai

pengganti proteksi radiasi untuk eksposi terhadap sinar-X pada penelitian ini.

4.2 Analisis Citra Radiograf

Pada penelitian ini menggunakan sistem radiografi digital untuk memotret

stepwedge. Radiografi tersebut merupakan hasil dari modifikasi radiografi digital

menjadi radiografi konvensional dengan menambahkan tabung kedap cahaya

(light tight tube) dibelakang intensifying screen yang berfungsi mengubah sinar-X

menjadi sinar tampak sehingga bayangan yang terbentuk dari objek dapat

ditangkap oleh kamera DSLR untuk ditampilkan pada layar monitor PC (radiograf)

agar hasil citra langsung terlihat (Susilo et al., 2014).

Untuk pengolahan citra radiograf dibutuhkan program yang dapat

menganalisis hasil citra radiograf. Penelitian yang dilakukan oleh Mulyana (2013)

menggunakan program Borland Delphi 7.0 sebagai analisis citra radiograf,

sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Yunitasari (2014) menggunakan Multi

Purpose Detector (MPD) Barracuda sebagai analisis citra radiograf dan Susilo

(2014) serta Artitin (2015) menggunakan program Matlab sebagai analisis citra

radiograf. Pada penelitian ini menggunakan program Python 3.8 sebagai analisis

hasil citra radiograf.

Python merupakan bahasa pemrograman dengan model skrip (scripting

language) yang berorientasi pada objek dan freeware atau perangkat bebas dalam

artian tidak ada batasan dalam penyalinan atau mendistribusikannya. Python dapat

digunakan untuk berbagai keperluan pengembangan perangkat lunak dan dapat

berjalan di berbagai platform sistem operasi. Software ini secara umum digunakan

oleh pengguna karena tidak perlu mengetahui perintah yang ada dan bagaimana

perintah bekerja. Sebab pada software python terdapat secara lengkap source

code-nya, debugger dan profiler, terkandung pelayanan antar muka didalamnya,

40

fungsi sistem, GUI, dan basis data (Perkasa, Widyantara, & Susanto, 2014). GUI

Python dapat digunakan untuk membuat aplikasi pengolahan citra digital,

misalnya membaca sebuah file citra dan pemrosesan citra.

Gambar 4. 1 Tampilan GUI Python pada analisis citra radiografi digital

Penelitian ini dilakukan untuk menentukan nilai HVL stepwedge timbal

menggunakan GUI Python 3.8 pada analisis citra radiograf yang tampilannya

seperti Gambar 4.1. Secara visual dapat dibedakan kualitatif dari gelap sampai

terang. Dengan menggunakan GUI Python, citra radiograf diubah menjadi angka

tingkat keabuan (grey level) seperti Gambar 4.1. Berdasarkan hasil citra radiograf

stepwedge yang telah diambil kemudian diolah dengan pengolahan citra

menggunakan aplikasi software GUI pada Python 3.8. Kemudian dilakukan

pemotongan citra pada proses cropping di tiap step, mulai pada step ke-1 sampai

pada step ke-9 dimana pemotongan dilakukan berdekatan antara foreground dan

background. Hal ini dilakukan karena adanya Effect Heel yang menyebabkan nilai

intensitas radiasi sinar-X pada sisi katoda lebih besar dibandingkan pada sisi

41

anoda. Ketika objek yang dilalui memiliki perbedaan ketebalan maka sinar-X dari

sisi anoda akan melintasi ketebalan yang lebih besar dibanding sisi katoda

(Bushong, 2013). Selanjutnya potongan citra tersebut diolah kembali untuk dapat

menampilkan nilai intensitas piksel atau skala keabuan citra. Sedangkan untuk

menampilkan nilai tebal paruh (HVL) didapat dari olah skala keabuan citra

stepwedge. Skala keabuan (grey level) sebanding dengan intensitas berkas sinar-X,

dengan menggunakan nilai skala keabuan dari 0 – 4095 yang digunakan untuk

menentukan nilai I0, I1 sampai dengan I9. Sehingga dapat digunakan menganalisa

intensitas sinar-X sebagai penentu nilai tebal paruh (HVL) (Artitin et al., 2015).

Cropping citra atau ROI (Region of Interest) pada Gambar 4.1 digunakan

untuk memperoleh nilai intensitas, kemudian potongan citra ditampilkan dalam

kotak cropping image yang secara otomatis akan muncul nilai intensitas potongan

citra tersebut. Proses selanjutnya nilai intensitas yang diperoleh diolah lagi

menggunakan Persamaan 3.3, setelah mendapatkan nilai �� dihitung lagi

menggunakan Persamaan 3.4 untuk mengetahui nilai HVL yang diperoleh.

Data yang telah diambil berupa data sekali expose citra radiografi skala

keabuan stepwedge. Selanjutnya dilakukan proses olah data pada masing-masing

citra setiap variasi tegangan untuk mendapatkan nilai intensitas akhir setelah

melewati bahan dan nilai HVLnya.

Tabel 4. 1 Intensitas Akhir pada Stepwedge Timbal

Stepke-

Ketebalan(cm)

Intensitas Akhir40 kV 50 kV 60 kV 70 kV 80 kV 90 kV

0 0 105 150 186 216 234 2521 0,5 80 110 146 177 207 2392 1 65 98 130 159 178 2033 1,5 59 90 124 147 166 1784 2 50 85 116 137 154 1595 2,5 43 70 99 126 137 1416 3 41 64 90 100 120 1307 3,5 40 63 89 97 111 1198 4 40 62 89 96 110 1189 4,5 40 61 88 95 109 117

42

Nilai intensitas akhir setiap step pada variasi nilai tegangan tabung sinar-X

untuk stepwedge timbal ditampilkan pada Tabel 4.1. Nilai intensitas step ke-0 (Io)

sebagai dasar untuk mendefinisika nilai intensitas yang terukur untuk satu nilai

tegangan tabung. Setengah dari intensitas pada step ke-0 (Io/2) merupakan dasar

perkiraan bahwa nilai HVL dari suatu bahan akan mampu melewatkan

intensitasnya yang setara dengan nilai Io/2 tersebut.

4.2.1 Tegangan 40 kV

Pada tegangan 40 kV, nilai intensitas cenderung menurun seiring dengan

bertambahnya ketebalan bahan (dapat dilihat pada Tabel 4.1). Intensitas awal pada

tegangan 40 kV yaitu sebesar 105 dan intensitas pada step pertama sebesar 80,

seperti yang ditampilkan pada Gambar 4.2. Jika dilihat pada Tabel 4.1 nilai

setengah dari intensitas awalnya yaitu sebesar 52,5 yang berada pada rentang

ketebalan 1,5 cm dan 2 cm. Hal ini berarti nilai HVL berada diantara ketebalan

1,5 cm dan 2 cm.

Gambar 4. 2 Intensitas Awal dan Intensitas Step Pertama pada Tegangan 40 kV

43

Sedangkan hasil olahan nilai intensitas setelah diolah menggunakan

Persamaan 3.4 (lihat pada Tabel 4.2) didapatkan nilai HVL pada tegangan 40 kV

sebesar 1,96 cm (perhitungan terlampir pada Lampiran 3).

Tabel 4. 2Tabel Nilai HVL pada Tegangan 40 kV

Stepke-

Ketebalan(cm)

40 kVIntensitasAkhir

Nilai μ(cm-1)

Nilai �ብ�� (cm)

0 0 105 #DIV/0!

1,96

1 0,5 80 0,5438674312 1 65 0,479573083 1,5 59 0,3842819384 2 50 0,3709686725 2,5 43 0,3571040946 3 41 0,3134627617 3,5 40 0,2757373998 4 40 0,2412702249 4,5 40 0,214462421

Nilai �� 0,353414224


Intensitas awal pada tegangan 50 kV sebesar 150 dan intensitas pada step

pertama sebesar 110, dimana nilai intensitas cenderung menurun seiring

bertambahnya ketebalan bahan. Hasil olahan citra untuk memperoleh nilai

intensitas ditunjukkan pada Gambar 4.3. Nilai setengah dari intensitas awalnya

yaitu sebesar 75 yang berada pada rentang ketebalan 2 cm dan 2,5 cm. Ini berarti

nilai HVL berada diantara ketebalan 2 cm dan 2,5 cm (lihat Tabel 4.1).




44


Tabel 4. 3 Tabel Nilai HVL pada Tegangan 50 kV

Stepke-

Ketebalan(cm)


Nilai μ(cm-1)


0 0 150 #DIV/0!

2,13

1 0,5 110 0,6203098572 1 98 0,4256678153 1,5 90 0,3405504164 2 85 0,2839920195 2,5 70 0,3048560216 3 64 0,2839174047 3,5 63 0,2478573058 4 62 0,2208752279 4,5 61 0,199946984

Nilai �� 0,325330339

45





intensitas ditunjukkan pada Gambar 4.4. Jika dilihat pada Tabel 4.1 setengah dari

intensitas awalnya sebesar 93 yang berarti bahwa berada pada rentang 2,5 cm dan

3 cm.





46


Stepke-

Ketebalan(cm)


Nilai μ(cm-1)


0 0 186 #DIV/0!

2,59

1 0,5 146 0,4842801042 1 130 0,3582122233 1,5 124 0,2703100724 2 116 0,2360782415 2,5 99 0,2522507296 3 90 0,2419790017 3,5 89 0,2106029448 4 89 0,1871024659 4,5 88 0,166313302

Nilai �� 0,267458787



47

Pada tegangan 70 kV, nilai intensitasnya juga cenderung menurun seiring

dengan bertambahnya ketebalan bahan. Gambar 4.5 menunjukkan nilai intensitas

awalnya sebesar 216 yang berarti bahwa setengah nilai intensitasnya adalah

sebesar 108 pada rentang 2,5 cm dan 3 cm dan nilai intensitas pada step pertama

sebesar 177 (lihat Tabel 4.1).


Stepke-

Ketebalan(cm)


Nilai μ(cm-1)


0 0 216 #DIV/0!

2,72

1 0,5 177 0,398257352 1 159 0,3063742053 1,5 147 0,2565638814 2 137 0,2500405425 2,5 126 0,21559866 3 100 0,2567027417 3,5 97 0,2287335518 4 96 0,2027325549 4,5 95 0,18253367

Nilai �� 0,255281899








intensitas ditunjukkan pada Gambar 4.6. Jika dilihat pada Tabel 4.1 setengah dari

intensitas awalnya sebesar 117 yang berarti bahwa berada pada rentang 3 cm dan

3,5 cm.

48






Stepke-

Ketebalan(cm)


Nilai μ(cm-1)


0 0 234 #DIV/0!

3,17

1 0,5 207 0,2452046442 1 178 0,2735375653 1,5 166 0,2288888854 2 154 0,2091842565 2,5 137 0,2141360766 3 120 0,2226097917 3,5 111 0,2130831188 4 110 0,1887101879 4,5 109 0,16977183

Nilai �� 0,218347372

49


Pada tegangan 90 kV, nilai intensitasnya juga cenderung menurun seiring

dengan bertambahnya ketebalan bahan. Gambar 4.7 menunjukkan nilai intensitas

awalnya sebesar 252 yang berarti bahwa setengah nilai intensitasnya adalah

sebesar 126 pada rentang 3 cm dan 3,5 cm serta nilai intensitas pada step pertama

sebesar 239 (lihat Tabel 4.1).





50


Stepke-

Ketebalan(cm)


Nilai μ(cm-1)


0 0 252 #DIV/0!

3,44

1 0,5 239 0,1059310712 1 203 0,2162231083 1,5 178 0,2317636914 2 159 0,2302624435 2,5 141 0,2322676796 3 130 0,2206315467 3,5 119 0,2143730278 4 118 0,1896861169 4,5 117 0,170501145

Nilai �� 0,201293314

Pada penelitian yang dilakukan oleh Harjanto (2013) diperoleh nilai μ

bahan timbal pada tegangan 60 kV sebesar 1,3608 cm-1 yang berarti bahwa nilai

HVL pada timbal sebesar 0,509 cm. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan

oleh Setiyawan (2015) diperoleh nilai μ bahan timbal pada tegangan 80 kV dan 90

kV berturut-turut sebesar 5,22 cm-1 dan 4,88 cm-1 yang berarti bahwa nilai HVL

yang diperoleh sebesar 0,132787 cm dan 0,142038 cm. Nilai HVL yang diperoleh,

ditunjukkan pada Tabel 4.2, Tabel 4.3, Tabel 4.4, Tabel 4.5, Tabel 4.6, dan Tabel

4.7 jauh lebih besar daripada nilai HVL yang diperoleh pada penelitian Harjanto

(2013) dan Setiyawan (2015) serta batas minimum nilai HVL (lihat Tabel 1.1).

Hal ini dikarenakan plat timbal yang digunakan berasal dari aki bekas yang sudah

tidak berfungsi lagi, timbal yang digunakan bukan timbal murni melainkan

campuran timbal dan oksida (PbO2), kadar timbal dan resin setiap step berbeda

serta stepwedgenya terdiri atas 10% timbal dan 90% resin bening.

51

Tabel 4. 8 Nilai HVL pada Stepwedge Timbal

Tegangan(kV)

HVL(cm)

40 1,96

50 2,13

60 2,59

70 2,72

80 3,17

90 3,44

Gambar 4. 8 Grafik hubungan antara tegangan tabung dan nilai HVL

Tabel 4.8 menunjukkan bahwa semakin besar nilai tegangan tabung sinar-X

yang digunakan maka semakin besar pula nilai HVL yang diperoleh, sesuai

dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Yunitasari (2014) dan Mutmainna

(2020). Sedangkan nilai μ yang diperoleh semakin kecil seiring dengan

bertambahnya tegangan tabung yang digunakan, sesuai dengan penelitian yang

dilakukan oleh Setiyawan (2015). Dari Gambar 4.8 diperoleh persamaan linear

a � tattt� � tal�t dan R2 = 0,983 merupakan fungsi nilai HVL terhadap

tegangan yang menunjukkan bahwa semakin besar tegangan yang digunakan

52

maka nilai HVL juga semakin besar secara linear. Grafik yang ditunjukkan oleh

Gambar 4.8 menunjukkan grafik tersebut linear seperti pada penelitian yang

dilakukan oleh Yunitasari (2014) dan tidak menunjukkan grafik tersebut

eksponensial seperti penelitian yang dilakukan oleh Mutmainna (2020). Hal ini

pengaruh dari kemurnian plat timbal yang digunakan dan kandungan bahan yang

digunakan tiap step pada stepwedge yang berbeda.

Perubahan tegangan mempengaruhi besarnya intensitas yang diterima oleh

obyek, sehingga semakin tinggi nilai tegangan tabung yang digunakan maka

perbedaan tegangan antara anoda dan katoda juga semakin tinggi. Hal ini

dikarenakan kenaikan tegangan tabung akan mempercepat elektron dari katoda

menuju anoda dan energi sinar-X semakin besar yang menyebabkan daya tembus

sinar-X juga semakin besar. Sehingga nilai HVL juga mengalami kenaikan

(Yunitasari et al., 2014).

� � �� (4.1)

�ঁ݊� ��

�ঁ݅�݊݁݊� �ঁ݊� �

��ঁ݅�

Nilai tegangan tabung sinar-X yang digunakan berpengaruh terhadap kualitas

citra radiograf (kontras) yang dihasilkan. Selain itu juga mempengaruhi kualitas

dan kuantitas sinar-X. Hal ini dikarenakan perubahan nilai tegangan tabung sinar-

X berpengaruh terhadap panjang gelombang yang dihasilkan. Pada Persamaan 4.1

menunjukkan hubungan semakin tinggi nilai tegangan tabung sinar-X maka

panjang gelombangnya semakin rendah (Ratnasari, 2018).

53

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka didapatkan kesimpulan

sebagai berikut:

1. Nilai HVL timbal yang dibuat pada tegangan 40 kV, 50 kV, 60 kV, 70 kV, 80

kV, dan 90 kV secara berturut-turut yaitu 1,96 cm; 2,13 cm; 2,59 cm; 2,72 cm;

3,17 cm; dan 3,44 cm .

2. Nilai HVL sebanding dengan tegangan tabung sinar-X yang digunakan.

Semakin besar tegangan tabung sinar-X yang digunakan maka semakin besar

pula nilai HVL yang diperoleh.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang dilakukan, maka saran yang diberikan yaitu

perlu dilakukan lagi penelitian lebih lanjut mengenai penentuan nilai HVL pada

bahan lain yang lebih homogen.

54

DAFTAR PUSTAKA

Almanei, K., Alsulaimani, R., Alfadda, S., Albabtain, S., & Alsulaimani, R.

(2017). Digitally Scanned Radiographs Versus Conventional Films for

Determining Clarity of Periapical Lesions and Quality of Root Canal

Treatment. The Scientific World Journal, 2017.

https://doi.org/https://doi.org/10.1155/2017/2427060

Andika, R. (2010). Analisis Korelasi Koefisien Homogenitas terhadap Besar

FWHM Spektrum Sinar-X pada Kualitas Radiasi RQR. Universitas Indonesia.

Ariga, E., Ito, S., Deji, S., Saze, T., & Nishizawa, K. (2012). Determination of

Half Value Layers of X-ray Equipment using Computed Radiography

Imaging Plates. Physica Medica, 28(1), 71–75.

https://doi.org/10.1016/j.ejmp.2011.01.001

Artati. (2018). Analisis Kadar Timbal (Pb) pada Air yang Melalui Saluran Pipa

Penyalur Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Makassar. Jurnal Media

Analis Kesehatan, 1(1), 47–55. https://doi.org/10.32382/mak.v8i2.848

Artitin, C., Suryono, & Setiawati, E. (2015). Penentuan Nilai Tebal Paruh (HVL)

pada Citra Digital Computed Radiography. Youngster Physics Journal, 4(1),

55–60.

Atmojo, S. M., Krismawan, & Jalil, A. (2011). DESAIN PINTU RUANG

PESAWAT SINAR-X DARI BAHAN KOMPOSIT KARET ALAM TIMBAL

OKSIDA. 8(1).

Bagheri, K., Razavi, S. M., Ahmadi, S. J., Kosari, M., & Abolghasemi, H. (2018).

Thermal Resistance, Tensile Properties, and Gamma Radiation Shielding

Performance of Unsaturated Polyester/Nanoclay/PbO Composites. Radiation

Physics and Chemistry, 146, 5–10.

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2017.12.024

BAPETEN. (2015). PERATURAN KEPALA BADAN PENGAWAS TENAGA

NUKLIR NOMOR 15 TAHUN 2015 TENTANG KESELAMATAN RADIASI.

(1936). Diambil dari 3/Record/com.mandumah.search://http

Beiser, A. (2003). Concepts of Modern Physics (Sixth Edit).

55

Bushberg, J. T., Seibert, J. A., Leidholdt, E. M., & Boone, J. M. (2012). The

Essential Physics of Medical Imaging THIRD EDITION (Third Edit). USA:

LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS, a WOLTERS KLUWER business

Two Commerce Square.

Bushong, S. C. (2013). Tenth Edition Radiologic Science for Technologists

Physics, Biology, and Protection (Tenth Edit). Texas: Professor of

Radiologic Science Baylor College of Madicine Houston, Texas.

Ching, W., Robinson, J., & Mcentee, M. F. (2015). Comparing Prediction Models

for Radiographic Exposures. 9416, 1–10. https://doi.org/10.1117/12.2081738

Fahmi, A., Firdausi, K. S., & Budi, W. S. (2008). Pengaruh Faktor Eksposi pada

Pemeriksaan Abdomen terhadap Kualitas Radiograf dan Paparan Radiasi

menggunakan Computed Radiography. Berkala Fisika, 11(4), 109–118.

Fibrianti, L. D., & Azizah, R. (2015). Karakteristik, kadar timbal (pb) dalam darah,

dan hipertensi pekerja. Kesehatan Lingkungan, 8(1), 92–102.

Fosbinder, R., & Orth, D. (2012). Essentials of Radiologic Science. China:

Wolters Kluwer Health|Lippincott Williams & Wilkins.

Gazali, W., Soeparno, H., & Ohliati, J. (2012). Application of The Convolution

Method in Processing Digital Images. Jurnal Mat Stat, vol 12, 103–113.

Gusnita, D. (2012). Pencemaran Logam Berat Timbal (Pb) di Udara dan Upaya

Penghapusan Bensin Bertimbal. Berita Dirgantara, 13(3), 95–101.

Harjanto, T., Kristiyanti, & Sibarani, M. (2013). Perancangan Kontainer Isotop Ir-

192 10 Ci dari Bahan Tungsten Serbuk untuk Brakiterapi. PRIMA, 10(2), 31–

38.

Hidayatullah, R. (2017). Dampak Tingkat Radiasi Pada Tubuh Manusia. Jurnal

Mutiara Elektromedik, 1(1), 16–23. Diambil dari http://e-journal.sari-

mutiara.ac.id/index.php/Elektromedik/article/download/140/157/

Hiswara, E. (2015). Buku Pintar Proteksi dan Keselamatan Radiasi di Rumah

Sakit (B. Zulkarnaen, Ed.). Jakarta Selatan: BATAN Press.

Hiswara, E., & Kartikasari, D. (2015). Dosis Pasien pada Pemeriksaan Rutin

Sinar-X Radiologi Diagnostik. 16(2), 71–84.

https://doi.org/http://dx.doi.org/10.17146/jstni.2015.16.2.2359

56

Khan, F. M. (2003). The Physics of Radiation Therapy (Third Edit).

LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS 530 Walnut Street Philadelphia, PA

19106 USA.

Khodaie, M., Askari, A., & Bahaadinbeigy, K. (2015). Evaluation of a Very Low-

Cost and Simple Teleradiology Technique. J Digit Imaging.

https://doi.org/10.1007/s10278-014-9756-2

Kristiyanti, & Atmojo, S. M. (2005). Penentuan Daya Serap Apron dari Komposit

Karet Alam Timbal Oksida terhadap Radiasi Sinar-X. Digilib.Batan.Go.Id,

238–243. Diambil dari http://digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3126-

2005-2-238.pdf

Laitabun, Y. M., Sutanto, H., & Anam, C. (2013). Pengukuran Laju Paparan

Radiasi Sinar-X pada Ruang Operator RSUD. Prof. DR. W. Z. Johannes

Kupang. Youngster Physics Journal, 2(2), 49–52.

Louk, A., & Suparta, G. (2014). Pengukuran Kualitas Sistem Pencitraan

Radiografi Digital Sinar-X. Berkala MIPA, 24(2), 149–166.

Mardiana, I., Prihandono, T., & Yushardi. (2019). Kajian Kestabilan Inti Unsur-

Unsur Pada Proses Peluruhan Zat Radioaktif Dengan Pendekatan Energi Ikat

Inti Model Tetes Cairan. Jurnal Pembelajaran Fisika, 8(2), 101–106.

Martina, D., Susilo, & Sunarno. (2015). Uji Kolimator pada Pesawat Sinar-X

Merk/Type Mednif/SF-100BY di Laboratorium Fisika Medik menggunakan

Unit RMI. Jurnal MIPA, 38(2), 121–126.

Menteri Kesehatan, R. I. (2009). Keputusan Menteri Kesehatan Republik

Indonesia Nomor 1250/MENKES/SK/XII/2009 tentang Pedoman Kendali

Mutu (Quality Control) Peralatan Radiodiagnostik.

Mulyana, H., & Suryono. (2013). Pembuatan Model Uji Nilai Tebal Paruh (HVL)

Pesawat Konvensional Sinar-X menggunakan Pengolahan Citra Digital.

Youngster Physics Journal, 1(4), 101–106.

Mutmainna, A., Astuty, S. D., Dewang, S., & Mulyadin. (2020). Uji Kesesuaian

Standar Nilai HVL Filter Aluminium pada Pesawat Sinar-X Mammografi :

Studi Kasus di Ruang Instalasi Radiologi RS. Siloam Makassar. Berkala

Fisika, 23(1), 17–25.

57

Nugroho, E. C., Susilo, & Akhlis, I. (2012). Pengembangan Program Pengolahan

Citra untuk Radiografi Digital. Jurnal MIPA, 35(1), 46–56.

Ozcete, E., Boydak, B., Ersel, M., Kıyan, S., Uz, I., & Cevrim, O. (2015).

Comparison of Conventional Radiography and Digital Computerized

Radiography in Patients Presenting to Emergency Department. 15(1), 8–12.

https://doi.org/10.5505/1304.7361.2014.90922

Perkasa, T. R., Widyantara, H., & Susanto, P. (2014). Rancang Bangun

Pendeteksi Gerak Menggunakan Metode Image Substraction Pada Single

Board Computer (SBC). Journal of Control and Network Systems, 3(2), 90–

97. Diambil dari http://jurnal.stikom.edu/index.php/jcone

Rahma, I. N. (2016). Kajian dan Analisis Pelat Timbal (Pb) Bekas Tutup Instalasi

Listrik pada Atap Rumah sebagai Bahan Proteksi Radiasi Sinar-X.

Universitas Negeri Semarang.

Ratnasari, N. G. (2018). Optimasi Filter Sinar-X untuk Aplikasi Radiasi pada

Radiografi Digital di Laboratorium Fisika Medik UNNES. Universitas

Negeri Semarang.

Rudi, Pratiwi, & Susilo. (2012). Pengukuran Paparan Radiasi Pesawat Sinar-X di

Instalasi Radiodiagnostik untuk Proteksi Radiasi. Unnes Physics Journal,

1(2252), 19–24.

Samosir, H., & Ilyas, S. (2012). The Effect Radiation Exposure to Brachyterapy

Officer at General Hospital Haji Adam Malik. 5–6.

Sari, S. (2012). Pengembangan Sistem Manajemen Keselamatan Radiasi Sinar-X

di Unit Kerja Radiologi Rumah Sakit XYZ Tahun 2011. Universitas

Indonesia.

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2013). Ninth Edition Physics for Scientists and

Engineers with Modern Physics. In Choice Reviews Online (Ninth Edit, Vol.

34). https://doi.org/10.5860/choice.34-3910

Setiyawan, I., Sutanto, H., & Firdausi, K. S. (2015). Penentuan Nilai Koefisien

Serapan Bahan pada Besi, Tembaga, dan Stainless Steel sebagai Bahan

Perisai Radiasi. Youngster Physics Journal, 4(2), 219–224.

Susanti, T. (2015). Komposit Poliester Timbal sebagai Material Proteksi Radiasi

58

untuk Pengganti Kaca Timbal (Universitas Negeri Semarang). Diambil dari

https://lib.unnes.ac.id/22966/

Susilo. (2016). Modul Radiografi Sinar-X Digital. Semarang: Jurusan Fisika

UNNES.

Susilo, Masturi, Susanti, R., Yulianti, I., & Fatimah, Q. (2019). Contrast to Noise

Ratio and Histogram Analysis of Modified Digital Radiography Image of Pet.

https://doi.org/10.1088/1742-6596/1170/1/012076

Susilo, Nagoro, M. T., Kusminarto, & Budi, W. S. (2011). Uji Diagnostik

Pemeriksaan Osteosklerotik Tulang dengan Sistem Radiografi Digital.

MEDIA MEDIKA INDONESIANA, 45(3), 188–193.

Susilo, Sunarno, Swakarma, I. K., Setiawan, R., & Wibowo, E. (2013). Kajian

Sistem Radiografi Digital sebagai Pengganti Sistem Computed Radiography

yang Mahal. XVII(50), 40–43.

https://doi.org/https://doi.org/10.22146/jfi.24423

Susilo, Supriyadi, Sutikno, Sunarno, & Setiawan, R. (2014). Rancang Bangun

Sistem Penangkap Gambar Radiograf Digital berbasis Kamera DSLR. Jurnal

Pendidika Fisika Indonesia, 10, 66–74.

https://doi.org/10.15294/jpfi.v10i1.3052

Widyaningsih, D., & Sutanto, H. (2013). Penentuan Dosis Radiasi Eksternal pada

Pekerja Radiasi di Ruang Penyinaran Unit Radioterapi Rumah Sakit

Dr.Kariadi Semarang. Berkala Fisika, 16(2), 57–62.

Wiguna, G. A., Alshweikh, A. M., Suparta, G. B., Louk, A. C., & Kusminarto, K.

(2019). Penentuan Densitas Akrilik dan Plastik berdasarkan Citra Radiografi

Digital. Jurnal Fisika dan Aplikasinya, 15(1), 12–16.

https://doi.org/10.12962/j24604682.v15i1.4291

Yunitasari, H. D., Setiawati, E., & Anam, C. (2014). Evaluasi Metode Penentuan

Half Value Layer (HVL) menggunakan Multi Purpose Detector (MPD)

Barracuda pada Pesawat Sinar-X Mobile. Youngster Physics Journal, 3(2),

113–118.

59

LAMPIRAN

60

LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi Penelitian

61

Lampiran 2 Source Code Python

# -*- coding: utf-8 -*-

# Form implementation generated from reading ui file 'tampilan.ui'

#

# Created by: PyQt5 UI code generator 5.15.0

#

# WARNING: Any manual changes made to this file will be lost when pyuic5 is

# run again. Do not edit this file unless you know what you are doing.

from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets

class Ui_MainWindow(object):

def setupUi(self, MainWindow):

MainWindow.setObjectName("MainWindow")

MainWindow.resize(800, 600)

self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow)

self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")

self.horizontalLayout_2 = QtWidgets.QHBoxLayout(self.centralwidget)

self.horizontalLayout_2.setObjectName("horizontalLayout_2")

spacerItem = QtWidgets.QSpacerItem(20, 20, QtWidgets.QSizePolicy.Fixed,

QtWidgets.QSizePolicy.Minimum)

self.horizontalLayout_2.addItem(spacerItem)

self.verticalLayout_2 = QtWidgets.QVBoxLayout()

self.verticalLayout_2.setObjectName("verticalLayout_2")

spacerItem1 = QtWidgets.QSpacerItem(20, 20,

QtWidgets.QSizePolicy.Minimum, QtWidgets.QSizePolicy.Fixed)

self.verticalLayout_2.addItem(spacerItem1)

62

self.gridLayout_13 = QtWidgets.QGridLayout()

self.gridLayout_13.setObjectName("gridLayout_13")

self.label = QtWidgets.QLabel(self.centralwidget)

sizePolicy = QtWidgets.QSizePolicy(QtWidgets.QSizePolicy.Preferred,

QtWidgets.QSizePolicy.Fixed)

sizePolicy.setHorizontalStretch(0)

sizePolicy.setVerticalStretch(0)

sizePolicy.setHeightForWidth(self.label.sizePolicy().hasHeightForWidth())

self.label.setSizePolicy(sizePolicy)

font = QtGui.QFont()

font.setPointSize(18)

font.setBold(True)

font.setWeight(75)

self.label.setFont(font)

self.label.setAutoFillBackground(False)

self.label.setAlignment(QtCore.Qt.AlignCenter)

self.label.setObjectName("label")

self.gridLayout_13.addWidget(self.label, 0, 0, 1, 1)

self.splitter = QtWidgets.QSplitter(self.centralwidget)

self.splitter.setOrientation(QtCore.Qt.Horizontal)

self.splitter.setObjectName("splitter")

self.layoutWidget = QtWidgets.QWidget(self.splitter)

self.layoutWidget.setObjectName("layoutWidget")

self.gridLayout_11 = QtWidgets.QGridLayout(self.layoutWidget)

self.gridLayout_11.setContentsMargins(0, 0, 0, 0)


self.label_10 = QtWidgets.QLabel(self.layoutWidget)



font.setBold(True)

font.setWeight(75)

63

self.label_10.setFont(font)

self.label_10.setAlignment(QtCore.Qt.AlignCenter)

self.label_10.setObjectName("label_10")

self.gridLayout_11.addWidget(self.label_10, 0, 0, 1, 1)

self.scrollArea = QtWidgets.QScrollArea(self.layoutWidget)

self.scrollArea.setWidgetResizable(True)

self.scrollArea.setObjectName("scrollArea")

self.scrollAreaWidgetContents = QtWidgets.QWidget()

self.scrollAreaWidgetContents.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 278, 199))

self.scrollAreaWidgetContents.setObjectName("scrollAreaWidgetContents")

self.gridLayout = QtWidgets.QGridLayout(self.scrollAreaWidgetContents)

self.gridLayout.setObjectName("gridLayout")

self.label_2 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents)

self.label_2.setText("")


self.gridLayout.addWidget(self.label_2, 0, 0, 1, 1)

self.scrollArea.setWidget(self.scrollAreaWidgetContents)

self.gridLayout_11.addWidget(self.scrollArea, 1, 0, 1, 1)

self.layoutWidget1 = QtWidgets.QWidget(self.splitter)

self.layoutWidget1.setObjectName("layoutWidget1")

self.gridLayout_12 = QtWidgets.QGridLayout(self.layoutWidget1)

self.gridLayout_12.setContentsMargins(0, 0, 0, 0)






self.label_5 = QtWidgets.QLabel(self.layoutWidget1)



font.setBold(True)

64

font.setWeight(75)





self.scrollArea_2 = QtWidgets.QScrollArea(self.layoutWidget1)

self.scrollArea_2.setWidgetResizable(True)

self.scrollArea_2.setObjectName("scrollArea_2")

self.scrollAreaWidgetContents_2 = QtWidgets.QWidget()

self.scrollAreaWidgetContents_2.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 327, 80))

self.scrollAreaWidgetContents_2.setObjectName("scrollAreaWidgetContent

s_2")

self.gridLayout_5 =

QtWidgets.QGridLayout(self.scrollAreaWidgetContents_2)


self.label_3 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents_2)




self.scrollArea_2.setWidget(self.scrollAreaWidgetContents_2)

self.gridLayout_8.addWidget(self.scrollArea_2, 1, 0, 1, 1)

self.gridLayout_9.addLayout(self.gridLayout_8, 0, 0, 1, 1)

self.verticalLayout = QtWidgets.QVBoxLayout()

self.verticalLayout.setObjectName("verticalLayout")


QtWidgets.QSizePolicy.Minimum, QtWidgets.QSizePolicy.Expanding)

self.verticalLayout.addItem(spacerItem2)




65



self.nilaipixel = QtWidgets.QLabel(self.layoutWidget1)

self.nilaipixel.setObjectName("nilaipixel")

self.gridLayout_2.addWidget(self.nilaipixel, 0, 1, 1, 1)

self.verticalLayout.addLayout(self.gridLayout_2)

self.pushButton_2 = QtWidgets.QPushButton(self.layoutWidget1)

self.pushButton_2.setObjectName("pushButton_2")

self.verticalLayout.addWidget(self.pushButton_2)

self.gridLayout_9.addLayout(self.verticalLayout, 0, 1, 1, 1)









font.setBold(True)

font.setWeight(75)





self.scrollArea_3 = QtWidgets.QScrollArea(self.layoutWidget1)

self.scrollArea_3.setWidgetResizable(True)

self.scrollArea_3.setObjectName("scrollArea_3")

self.scrollAreaWidgetContents_3 = QtWidgets.QWidget()

self.scrollAreaWidgetContents_3.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 328, 79))

self.scrollAreaWidgetContents_3.setObjectName("scrollAreaWidgetContent

66

s_3")

self.gridLayout_6 =

QtWidgets.QGridLayout(self.scrollAreaWidgetContents_3)


self.label_6 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents_3)




self.scrollArea_3.setWidget(self.scrollAreaWidgetContents_3)

self.gridLayout_7.addWidget(self.scrollArea_3, 1, 0, 1, 1)





QtWidgets.QSizePolicy.Minimum, QtWidgets.QSizePolicy.Expanding)

self.gridLayout_4.addItem(spacerItem3, 0, 0, 1, 1)










self.pushButton_3 = QtWidgets.QPushButton(self.layoutWidget1)

self.pushButton_3.setObjectName("pushButton_3")

self.gridLayout_4.addWidget(self.pushButton_3, 2, 0, 1, 1)



self.gridLayout_13.addWidget(self.splitter, 1, 0, 1, 1)

67

self.horizontalLayout = QtWidgets.QHBoxLayout()

self.horizontalLayout.setObjectName("horizontalLayout")

self.pushButton = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)

self.pushButton.setObjectName("pushButton")

self.horizontalLayout.addWidget(self.pushButton)


QtWidgets.QSizePolicy.Expanding, QtWidgets.QSizePolicy.Minimum)

self.horizontalLayout.addItem(spacerItem4)

self.gridLayout_13.addLayout(self.horizontalLayout, 2, 0, 1, 1)

self.verticalLayout_2.addLayout(self.gridLayout_13)


QtWidgets.QSizePolicy.Minimum, QtWidgets.QSizePolicy.Fixed)

self.verticalLayout_2.addItem(spacerItem5)

self.horizontalLayout_2.addLayout(self.verticalLayout_2)


QtWidgets.QSizePolicy.Fixed, QtWidgets.QSizePolicy.Minimum)

self.horizontalLayout_2.addItem(spacerItem6)

MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)

self.menubar = QtWidgets.QMenuBar(MainWindow)

self.menubar.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 21))

self.menubar.setObjectName("menubar")

MainWindow.setMenuBar(self.menubar)

self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)

self.statusbar.setObjectName("statusbar")

MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)

self.retranslateUi(MainWindow)

QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)

def retranslateUi(self, MainWindow):

_translate = QtCore.QCoreApplication.translate

68

MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "MainWindow"))

self.label.setText(_translate("MainWindow", "Penentuan Nilai Intensitas"))

self.label_10.setText(_translate("MainWindow", "Original Image"))

self.label_5.setText(_translate("MainWindow", "Foreground"))

self.label_4.setText(_translate("MainWindow", "Intensitas Akhir :"))

self.nilaipixel.setText(_translate("MainWindow", "0"))

self.pushButton_2.setText(_translate("MainWindow", "Crop Foreground"))

self.label_9.setText(_translate("MainWindow", "Background"))

self.label_7.setText(_translate("MainWindow", "Intensitas Awal :"))

self.label_8.setText(_translate("MainWindow", "0"))

self.pushButton_3.setText(_translate("MainWindow", "Crop Background"))

self.pushButton.setText(_translate("MainWindow", "Load Image"))

if __name__ == "__main__":

import sys

app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)

MainWindow = QtWidgets.QMainWindow()

ui = Ui_MainWindow()

ui.setupUi(MainWindow)

MainWindow.show()

sys.exit(app.exec_())

69

Lampiran 3 Perhitungan Nilai HVL

1. Tegangan 40 kV

Nilai μ step ke-0

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

�th

�tht � 耀��tᦙtR

Nilai μ step ke-1

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�th

httah � tah�thlh�t�

Nilai μ step ke-2

�݅ ��

�t

��݅�݅

�䉀 ��

�th

lh�

� ta�h�hhtth

Nilai μ step ke-3

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

�th

h��ah

� tath�䉀h��th

Nilai μ step ke-4

70

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�th

ht䉀

� tatht�lhlh䉀

Nilai μ step ke-5

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�th

�t䉀ah

� tathh�t�t��

Nilai μ step ke-6

�݅ ��

�t

��݅�݅

�l ��

�th

��t

� tat�t�l䉀hl�

Nilai μ step ke-7

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�th

�ttah

� ta䉀hhhtht��

Nilai μ step ke-8

�݅ ��

�t

��݅�݅

71

�h ��

�th

�t�

� ta䉀��䉀ht䉀䉀�

Nilai μ step ke-9

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�th

�t�ah

� ta䉀��l䉀�䉀�

Nilai HVL pada tegangan 40 kV

�� 䉀 � �t � �� h � �l � �h � �h � ��

�

�� ta�hth䉀ht䉀

�� tatht��䉀䉀�

tt�� 䉀��

�tal�t

tatht��䉀䉀�� a�l�䉀�

2. Tegangan 50 kV

Nilai μ step ke-0

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

�ht

�htt � 耀��tᦙtR

Nilai μ step ke-1

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�ht

��ttah � tal䉀ttt�hhh

72

Nilai μ step ke-2

�݅ ��

�t

��݅�݅

�䉀 ��

�ht

�h�

� ta�䉀hllhh�h

Nilai μ step ke-3

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

�ht

�t�ah � tat�thht��l

Nilai μ step ke-4

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�ht

hh䉀

� ta䉀ht��䉀t��

Nilai μ step ke-5

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�ht

ht䉀ah

� tatt�hhlt䉀�

Nilai μ step ke-6

�݅ ��

�t

��݅�݅

73

�l ��

�ht

l�t

� ta䉀ht��h�t�

Nilai μ step ke-7

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�ht

lttah

� ta䉀�hhhhtth

Nilai μ step ke-8

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�ht

l䉀� � ta䉀䉀thhh䉀䉀h

Nilai μ step ke-9

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�ht

l��ah

� ta��l�h�


�� 䉀 � �t � �� h � �l � �h � �h � ��

�

�� 䉀a�䉀h�htt�h

�� tat䉀httttt�

tt�� 䉀��

�tal�t

tat䉀httttt�� 䉀a�tth�

3. Tegangan 60 kV

74

Nilai μ step ke-0

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

�hl

�hlt

� 耀��tᦙtR

Nilai μ step ke-1

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�hl

��ltah

� ta�h�䉀ht�t�

Nilai μ step ke-2

�݅ ��

�t

��݅�݅

�䉀 ��

�hl

�tt�

� tathh䉀�䉀䉀䉀t

Nilai μ step ke-3

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

�hl

�䉀��ah

� ta䉀htt�tth䉀

Nilai μ step ke-4

�݅ ��

�t

��݅�݅

75

��

�hl

��l䉀

� ta䉀tlthh䉀��

Nilai μ step ke-5

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�hl

��䉀ah

� ta䉀h䉀䉀hth䉀�

Nilai μ step ke-6

�݅ ��

�t

��݅�݅

�l ��

�hl

�tt

� ta䉀��h�tt�

Nilai μ step ke-7

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�hl

h�tah

� ta䉀�tlt䉀��

Nilai μ step ke-8

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

�hl

h��

� ta�hh�t䉀�lh

76

Nilai μ step ke-9

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

�hl

hh�ah

� ta�llt�ttt䉀


�� 䉀 � �t � �� h � �l � �h � �h � ��

�

�� 䉀a�th�䉀�th䉀

�� ta䉀lh�hhhhh

tt�� 䉀��

�tal�t

ta䉀lh�hhhhh� 䉀ah��l

4. Tegangan 70 kV

Nilai μ step ke-0

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

䉀�l

䉀�lt

� 耀��tᦙtR

Nilai μ step ke-1

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀�l

�hhtah

� tat�h䉀hhth

Nilai μ step ke-2

77

�݅ ��

�t

��݅�݅

�䉀 ��

䉀�l

�h��

� tattlth�䉀th

Nilai μ step ke-3

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

䉀�l

��h�ah � ta䉀hlhlthh�

Nilai μ step ke-4

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀�l

�th䉀

� ta䉀htt�th�䉀

Nilai μ step ke-5

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀�l

�䉀l䉀ah

� ta䉀�hh�hl

Nilai μ step ke-6

�݅ ��

�t

��݅�݅

78

�l ��

䉀�l

�ttt

� ta䉀hlht䉀h��

Nilai μ step ke-7

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀�l

�htah

� ta䉀䉀hhtthh�

Nilai μ step ke-8

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀�l

�l�

� ta䉀t䉀ht䉀hh�

Nilai μ step ke-9

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀�l

�h�ah

� ta�h䉀httlh


�� 䉀 � �t � �� h � �l � �h � �h � ��

�

�� 䉀a䉀�hhtht�h

� � ta䉀hh䉀h�h��

79

tt�� 䉀��

�tal�t

ta䉀hh䉀h�h�� 䉀ah�h䉀䉀

5. Tegangan 80 kV

Nilai μ step ke-0

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

䉀t�

䉀t�t

� 耀��tᦙtR

Nilai μ step ke-1

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀t�

䉀thtah

� ta䉀�h䉀t�l��

Nilai μ step ke-2

�݅ ��

�t

��݅�݅

�䉀 ��

䉀t�

�hh�

� ta䉀hththhlh

Nilai μ step ke-3

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

䉀t�

�ll�ah

� ta䉀䉀hhhhhhh

Nilai μ step ke-4

80

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀t�

�h�䉀

� ta䉀t��h�䉀hl

Nilai μ step ke-5

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀t�

�th䉀ah

� ta䉀��tlthl

Nilai μ step ke-6

�݅ ��

�t

��݅�݅

�l ��

䉀t�

�䉀tt

� ta䉀䉀䉀lt�h��

Nilai μ step ke-7

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀t�

��tah

� ta䉀�ttht��h

Nilai μ step ke-8

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀t�

��t�

� ta�hhh�t�hh

81

Nilai μ step ke-9

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀t�

�t��ah

� ta�l�hh�ht


�� 䉀 � �t � �� h � �l � �h � �h � ��

�

�� a�lh�䉀lth䉀

�� ta䉀�ht�hth䉀

tt�� 䉀��

�tal�t

ta䉀�ht�hth䉀� ta�h�h䉀

6. Tegangan 90 kV

Nilai μ step ke-0

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

䉀h䉀

䉀h䉀t

� 耀��tᦙtR

Nilai μ step ke-1

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀h䉀

䉀t�tah � ta�th�t�th�

Nilai μ step ke-2

82

�݅ ��

�t

��݅�݅

�䉀 ��

䉀h䉀

䉀tt�

� ta䉀�l䉀䉀t�th

Nilai μ step ke-3

�݅ ��

�t

��݅�݅

�t ��

䉀h䉀

�hh�ah

� ta䉀t�hltl��

Nilai μ step ke-4

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀h䉀

�h�䉀

� ta䉀tt䉀l䉀��t

Nilai μ step ke-5

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀h䉀

��䉀ah

� ta䉀t䉀䉀lhlh�

Nilai μ step ke-6

�݅ ��

�t

��݅�݅

83

�l ��

䉀h䉀

�ttt

� ta䉀䉀tlt�h�l

Nilai μ step ke-7

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀h䉀

��tah

� ta䉀��thtt䉀h

Nilai μ step ke-8

�݅ ��

�t

��݅�݅

�h ��

䉀h䉀

��h�

� ta�h�lhl��l

Nilai μ step ke-9

�݅ ��

�t

��݅�݅

��

䉀h䉀

��h�ah � ta�htht��h


�� 䉀 � �t � �� h � �l � �h � �h � ��

�

�� ah��lt�h䉀l

�� ta䉀t�䉀�tt��

tt�� 䉀��

�tal�t

ta䉀t�䉀�tt�� ta��t�h

84

Lampiran 4 SK Dosen Pembimbing

85

Lampiran 5 SK Dosen Penguji

penentuannilaitebalparuh(hvl)timbal(pb) …lib.unnes.ac.id/40268/1/4211416014.pdf · 2020. 10....

Documents