#brehmsstrahlung

[nicolae]

Utilizarea bremsstrahlung inversat în obținerea fuziunii nucleare controlate

COZMA, Lucian Ștefan; GOLEA, Daniela Georgiana; ȚENU, Cosmin Vasile (2024), Utilizarea bremsstrahlung inversat în obținerea fuziunii nucleare controlate, Cunoașterea Științifică, 3:4, pag,   The use of inverted bremsstrahlung in achieving controlled nuclear fusion Abstract The achievement of the laser at the onset of 60s in the last century, opened several perspectives not even presumed until…

[o-craven-canto]

There was a time, mostly between the late 1800s and early 1900s when Germany was the word's leading powers in arts and sciences or little short of it. That time was ended, of course, in the horrific destruction wrought by Nazism and the World Wars, but it still left plenty of German specialistic terms that are still used in English in many fields of study -- math (Eigenvector), physics (Brehmsstrahlung), chemistry (Entgegen/Zusammen notation), biology (Urvogel), psychology (Gestalt, Umwelt, Weltanschauung), linguistics (Urheimat, Sprachbund), literature (Bildungsroman)...

[archacovercosine]

one of the funniests bits about being in fusion energy is seeing how various people have learned to pronounce "Brehmsstrahlung"

[man-and-atom]

Coronal Mass Ejections are perhaps the biggest hazards for people outside the Earth’s magnetosphere ― and the hazard is a complex one.

The thickly-packed high-energy protons can be stopped, with a minimum of brehmsstrahlung X-rays, by a thickness of ten centimeters of water, or an equivalent of other light elements. But that thickness is just enough to turn the constant pitter-patter of “galactic cosmics”, fast-moving heavy nuclei, into cosmic ray showers. Essentially, shielding against an infrequent radiation hazard which is intense enough to kill you in hours turns the constant low-intensity radiation you can normally ignore into a major hazard.

In effect, the radiation shielding itself becomes a radiation source which you have to shield against!

To deal with this problem on a planetary body is simple enough. You dig down, or heap up dirt over yourself. In interplanetary space, things are trickier. One suggestion is to shield the main living area of the spacecraft only minimally, to reduce the hazard of cosmic-ray showers, and provide a more-heavily-shielded “storm cellar”, located far enough away from the rest of the spacecraft for the intensity of its secondary cosmics to be reduced to tolerable levels by the inverse-square law.

For those of you interested in aurora-watching: There've been a couple of CMEs in the last day or so, and the wavefront of one of them is in the process of arriving in Earth orbit this evening. The larger one will be arriving sometime tomorrow.

There's no telling for sure whether significant auroral activity might be happening where you are... but if you want to be able to make an educated guess, the link above is for you. The maps there will give you 30-minute warning of whether anything's incoming that's likely to be visible.

[qoim]

PENCITRAAN MEDIS RADIOLOGI

(Grup J DM FK UNUSA - September 2019)

M. Qoimam B. Zulfikar

Ainiyah Fairus

Rohmatul Hidayati Ningsih

Atina Hasanah

   Seperti yang kita ketahui bahwa dibidang kedokteran, ada istilah Rontgen. Rontgen adalah alat pendeteksi yang sudah tidak asing lagi di dunia kedokteran. Tetapi bagi orang awam atau yang belum pernah mengenal alat ini biasanya begitu mendengar langsung merasakan takut dan khawatir. Padahal alat ini sangat diperlukan untuk mendeteksi penyakit atau kelainan pada diderita pada tubuh kita. Rontgen merupakan suatu metode diagnostik dengan menggunakan gelombang elektromagnetik berupa Sinar-X. Sebelum membahas lebih jauh tentang Rontgen, sebelumnya kita perlu mengetahui definisi dari Sinar-X itu sendiri.

 A.  Sinar-X

  Sinar-X ditemukan oleh Wilhelm Conrad Rontgen  pada tahun 1895.  Sinar-X adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang listrik, radio, inframerah panas,  cahaya, sinar gamma , sinar kosmik  dan sinar ultraviolet tetapi  dengan  panjang gelombang yang sangat pendek. Penggunaan sinar x adalah sesuatu yang penting untuk diagnosa gigi geligi serta jaringan sekitarnya dan pemakaian yang paling banyak pada diagnostic imaging system.

 Perbedaan antara sinar dengan sinar elektromagnetik lainnya terletak pada panjang gelombang dimana panjang gelombang pada Sinar-X lebih pendek yaitu :

 1 A = 1/100.000.000 cm = 10-8 cm.

  B.  Sifat-Sifat Sinar-X

                          Daya tembus → Sinar-X dapat menembus bahan atau massa yang padat dengan daya tembus yang sangat besar.

  Pertebaran → Apabila berkas sinar x melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas sinar tersebut akan bertebaran keseluruh arah, menimbulkan radiasi sekunder (radiasi hambur) pada bahan atau zat yang dilalui.

  Penyerapan → Sinar-X dalam radiografi diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahan  atau  zat  tersebut.  Makin tinggi  kepadatannya atau  berat atomnya makin besar penyerapannya.

  Fluoresensi → Sinar-X menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium tungstat atau zink sulfide memendarkan cahaya (luminisensi).

  Ionisasi → Efek primer dari Sinar-X apabila mengenai suatu bahan atau zat dapat menimbulkan ionisasi partikel-partikel atau zat tersebut.

  Efek biologi → Sinar-X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan.

Efek biologi ini yang dipergunakan dalam pengobatan radioterapi

  C. Terjadinya Sinar-X

  Pada dasarnya pesawat Sinar-X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung Sinar-X, sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung Sinar- X, dan unit pengatur.

 Di dalam tabung roentgen ada katoda dan anoda dimana pada tabung tersebut dalam keadaan vakum fungsinya agar elektron yang bergerak cepat dapat bergerak bebas dan tidak bertumbukan dengan elektron lain. kemudian pada tabung rontgen diberi sumber listrik untuk memanaskan katoda (filament) kira-kira lebih dari 20.0000C sampai menyala dengan mengantarkan  listrik  dari transformator, Karena panas  maka  electron-electron  dari katoda

(filament) terlepas, dengan memberikan tegangan tinggi maka electron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target), electron yang bergerak dengan kecepatan tinggi (karena ada beda potensial 1000 Kvolt) yang mengenai target anoda, electron tiba-tiba akan mengalami perlambatan saat mendekati target karena pengaruh gaya inti atom (target anoda) sehingga menimbulkan Sinar-X yang mana dinamakan Sinar-X Brehmsstrahlung, elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas (99%) dan Sinar-X (1%), Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung melelui jendela yang disebut diafragma, panas yang ditimbulkan pada target (sasaran) akibat benturan electron dihilangkan dengan radiator pendingin.

   D.  Pemanfaatan Sinar-X dalam Dunia Medis

  Radiasi sinar-X merupakan suatu gelombang elektromagnetik dengan gelombang pendek. Sinar-X mempunyai daya tembus yang cukup tinggi terhadap bahan yang dilaluinya. Dengan demikian sinar-X dapat dimanfaatkan sebagai alat diagnosis dan terapi di bidang kedokteran nuklir. Pemanfaatan sinar-X di bidang kedokteran nuklir merupakan salah satu cara untuk meningkatkan kesehatan masyarakat. Aplikasi ini telah cukup beragam mulai dari radiasi untuk diagnostik, pemeriksaan sinar-X gigi dan penggunaan radiasi sinar-X untuk terapi. Radioterapiadalah  suatu  pengobatan  yang  menggunakan  sinar  pengion yang  banyak dipakai  untuk menangani penyakit kanker. Alat diagnosis yang banyak digunakan di daerah adalah pesawat sinar-X (photo Rontgen) yang berfungsi untuk photo thorax, tulang tangan atau kaki dan organ tubuh yang lainnya. Radiasi di bidang kedokteran membawa manfaat yang cukup nyata bagi yang menggunakannya. Dengan radiasi suatu penyakit atau kelainan organ tubuh dapat lebih awal kita diketahui dan pendeteksiannya lebih teliti.

      MAMOGRAFI

 Pengertian

Mamografi merupakan deteksi dini atau screening untuk rnendiagnosis kanker payudara sedini mungkin menggunakan sinar-X dosis rendah (umumnya berkisar 0,7 mSv). Perangkat ini mampu memperlihatkan kelainan pada payudara dalam bentuk yang terkeeil hingga kurang dari 5 mm (stadium nol). Pad a stadium ini, mamografi dapat memperlihatkan adanya mikrokalsifikasi, yaitu suatu benjolan yang tidak dapat teraba baik oleh perempuan itu sendiri maupun dokter sekalipun, hingga benjolan tersebut berukuran 1 em atau lebih.

Perangkat mamografi secara garis besar terdiri dari unit penghasil sinar-X (tabung dan komponen elektronik/elektrik pengendali), unit mekanik dan unit penangkap citra. Penelitian pesawat sinar-X mamografi tahun 2013 menitikberatkan pada merancang bagian elektronik antara lain untuk mengontrol tegangan tinggi, arus tabung, pewaktu, sensor temperatur tabung dan interlock. Rancangan mekanik meliputi stand, C-arm, konsul (console) serta merancang perangkat lunak yang terdiri dari graphical user interface (GUI), embedded system.

 Teknik Radiografi Mammografi

Proyeksi SuperoInferior (Cranio Caudal)

a.       Untuk memperlihatkan struktur jaringan payudara dengan jelas dilihat dari pandangan superiorinferior.

b.      Posisi pasien : Duduk di atas kursi atau dapat juga berdiri

c.       Posisi obyek : Mammae diletakkan di atas kaset.

d.      Film diatur horizontal

e.       Tangan sebelah mammae yang difoto manekan kaset ke arah dalam, tangan lain di belakang tubuh.

f.        Sebaiknya dengan sistem kompresi (mengurangi ketebalan mammae agar rata dan tipis).

g.      Kepala menoreh ke arah yang berlawanan

Proyeksi Mediolateral

a.       Bertujuan memperlihatkan jaringan payudara terutama daerah lateral

b.      Posisi pasien : Tidur atau berdiri miring.

c.       Bagian mammae yang difoto terletak didekat kaset.

d.      Posisi obyek : Mammae diletakkan di atas kaset dengan posisi horizontal.

e.       Lengan posisi yang difoto diletakkan di atas sebagai ganjal kepala

f.        Arah sinar : Tegak lurus mammae arah medio lateral

g.      Titik bidik : Pertengahan mammae

h.      FFD : Sedekat mungkin (konuc menempel mammae), bila perlu kontak.

Proyeksi Axial

a.       Bertujuan untuk melihat penyebaran tumor di bagian kelenjar axial.

b.      Posisi pasien : Berdiri u posisi AP tubuh yang tidak difoto dirotasikan anterior 150-300sehingga sedikit oblik.

c.       Posisi obyek : -Obyek diatur di tengah film

d.      Film vertical pada tepi posterior

e.       Batas atas film yaitu iga 11-12

f.        Lengan sisi yang difoto diangkat ke atas dan fleksi denagn tangan di belakang kepala, lenganyang tidak difoto diletakkan di samping tubuh.

g.      Arah sinar : Horizontal tegak lurus film Titik bidik : 5 cm di bawah axila

  Prinsip dasar CT Scanner

Prinsip dasar CT scan mirip dengan perangkat radiografi yang sudah lebih umum dikenal. Kedua perangkat ini sama-sama memanfaatkan intensitas radiasi terusan setelah melewati suatu obyek untuk membentuk citra/gambar. Perbedaan antara keduanya adalah pada teknik yang digunakan untuk memperoleh citra dan pada citra yang dihasilkan. Tidak seperti citra yang dihasilkan dari teknik radiografi, informasi citra yang ditampilkan oleh CT scan tidak tumpang tindih (overlap) sehingga dapat memperoleh citra yang dapat diamati tidak hanya pada bidang tegak lurus berkas sinar (seperti pada foto rontgen), citra CT scan dapat menampilkan informasi tampang lintang obyek yang diinspeksi. Oleh karena itu, citra ini dapat memberikan sebaran kerapatan struktur internal obyek sehingga citra yang dihasilkan oleh CT scan lebih mudah dianalisis daripada citra yang dihasilkan oleh teknik radiografi konvensional.

CT Scanner menggunakan penyinaran khusus yang dihubungkan dengan komputer berdaya tinggi yang berfungsi memproses hasil scan untuk memperoleh gambaran panampang-lintang dari badan. Pasien dibaringkan diatas suatu meja khusus yang secara perlahan – lahan dipindahkan ke da lam cincin CT Scan. Scanner berputar mengelilingi pasien pada saat pengambilan sinar rontgen. Waktu yang digunakan sampai seluruh proses scanning ini selesai berkisar dari 45 menit sampai 1 jam, tergantung pada jenis CT scan yang digunakan( waktu ini termasuk waktu check-in nya).

Proses scanning ini tidak menimbulkan rasa sakit . Sebelum dilakukan scanning pada pasien, pasien disarankan tidak makan atau meminum cairan tertentu selama 4 jam sebelum proses scanning. Bagaimanapun, tergantung pada jenis prosedur, adapula prosedur scanning yang mengharuskan pasien untuk meminum suatu material cairan kontras yang mana digunakan untuk melakukan proses scanning khususnya untuk daerah perut.

 Prinsip Kerja CT Scanner

Gambar 3. Bagan Prinsip Kerja CT Scanner

Dengan menggunakan tabung sinar-x sebagai sumber radiasi yang berkas sinarnya dibatasi oleh kollimator, sinar x tersebut menembus tubuh dan diarahkan ke detektor. Intensitas sinar-x yang diterima oleh detektor akan berubah sesuai dengan kepadatan tubuh sebagai objek, dan detektor akan merubah berkas sinar-x yang diterima menjadi arus listrik, dan kemudian diubah oleh integrator menjadi tegangan listrik analog. Tabung sinar-x tersebut diputar dan sinarnya di proyeksikan dalam berbagai posisi, besar tegangan listrik yang diterima diubah menjadi besaran digital oleh analog to digital Converter (A/D C) yang kemudian dicatat oleh komputer. Selanjutnya diolah dengan menggunakan Image Processor dan akhirnya dibentuk gambar yang ditampilkan ke layar monitor TV. Gambar yang dihasilkan dapat dibuat ke dalam film dengan Multi Imager atau Laser Imager.

           Berkas radiasi yang melalui suatu materi akan mengalami pengurangan intensitas secara eksponensial terhadap tebal bahan yang dilaluinya. Pengurangan intensitas yang terjadi disebabkan oleh proses interaksi radiasi-radiasi dalam bentuk hamburan dan serapan yang probabilitas terjadinya ditentukan oleh jenis bahan dan energi radiasi yang dipancarkan. Dalam CT scan, untuk menghasilkan citra obyek, berkas radiasi yang dihasilkan sumber dilewatkan melalui suatu bidang obyek dari berbagai sudut. Radiasi terusan ini dideteksi oleh detektor untuk kemudian dicatat dan dikumpulkan sebagai data masukan yang kemudian diolah menggunakan komputer untuk menghasilkan citra dengan suatu metode yang disebut sebagai rekonstruksi.

Pemprosesan data

Suatu sinar sempit (narrow beam) yang dihasilkan oleh X-ray didadapatkan dari perubahan posisi dari tabung X-ray, hal ini juga dipengaruhi oleh collimator dan detektor. Secara sederhana dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 4. Collimator dan Detektor

Sinar X-ray yang telah dideteksi oleh detektor kemudian dikonversi menjadi arus listrik yang kemudian ditransmisikan ke komputer dalam bentuk sinyal melaui proses berikut :

Gambar 5. Proses pembentukan citra

 Setelah diperoleh arus listrik dan sinyal aslinya, maka sinyal tadi dikonversi ke bentuk digital menggunakan A/D Convertor agar sinyal digital ini dapat diolah oleh komputer sehingga membentuk citra yang sebenarnya.

·         Hasilnya dapat dilihat langsung pada monitor komputer ataupun dicetak ke film. Berikut contoh citra yang diperoleh dalam proses scanning menggunakan CT Scanner :

 Definisi

Pencitraan Resonansi Magnetik (MRI) merupakan salah satu cara pemeriksaan diagnostik dalam ilmu kedokteran, khususnya radiologi, yang menghasilkan gambaran potongan tubuh manusia dengan menggunakan medan magnet tanpa menggunakan sinar X.

Prinsip dasar MR adalah inti atom yang bergetar dalam medan magnet. Prinsip ini pertama kali ditemukan oleh Bloch dan Purcell pada tahun 1946. Dengan penemuan tersebut mereka mendapat hadiah Nobel pada tahun 1952. Pada prinsip ini proton yang merupakan inti atom hydrogen dalam sel tubuh berputar (spinning), bila atom hydrogen ini ditembak tegak lurus pada intinya dengan radio frekuensi tinggi dalam medan magnet secara periodik akan beresonansi, maka proton tersebut akan bergetar/ bergerak menjadi searah/ sejajar. Dan bila radio frekuensi tinggi ini dimatikan, maka proton yang bergetar tadi akan kembali ke posisi semula dan akan menginduksi dalam satu kumpuran untuk menghasilkan sinyal elektrik yang lemah. Bila hal ini terjadi berulang-ulang dan sinyal elektrik tersebut ditangkap kemudian diproses dalam komputer akan dapat disusun menjadi suatu gambar. Satu alat MRI yang lengkap terdiri dari :

1.      Sistem magnit

2.      Alat pemancar radio frekuensi tinggi

3.      Alat penerima radio frekuensi tinggi

4.      Komputer

5.      Tenaga listrik dan sistem pendingin

 Aplikasi Klinik Pemeriksaan MRI

Pemeriksaan MRI bertujuan mengetahui karakteristik morfologik (lokasi, ukuran, bentuk, perluasan dan lain lain dari keadaan patologis. Tujuan tersebut dapat diperoleh dengan menilai salah satu atau kombinasi gambar penampang tubuh axial, sagital, koronal atau oblik  tergantung pada letak organ dan kemungkinan patologinya. Adapun jenis pemeriksaan MRI sesuai dengan organ yang akan dilihat, misalnya : Pemeriksaan kepala untuk melihat kelainan pada :

1.      kelenjar pituitary, lubang telinga dalam , rongga mata , sinus

2.      Pemeriksaan otak untuk mendeteksi : stroke / infark, gambaran fungsi otak, pendarahan, infeksi; tumor, kelainan bawaan, kelainan pembuluh darah seperti aneurisma, angioma, proses degenerasi, atrofi;

3.      Pemeriksaan tulang belakang untuk  melihat proses Degenerasi (HNP), tumor, infeksi, trauma, kelainan bawaan.

4.      Pemeriksaan Musculo- skeletal untuk organ : lutut, bahu , siku, pergelangan tangan, pergelangan kaki , kaki , untuk mendeteksi robekan tulang rawan, tendon, ligamen, tumor, infeksi/abses dan lain lain

5.      Pemeriksaan Abdomen untuk melihat hati ,  ginjal, kantong dan saluran empedu, pakreas, limpa, organ ginekologis, prostat, buli-buli

6.      Pemeriksaan Thorax untuk melihat : paru –paru, jantung

1.                  Teknik Pemeriksaan

Pada pemeriksaan MRI perlu diperhatikan bahwa alat-alat seperti tabung oksigen, alat resusistasi, kursi roda, dll yang bersifat fero- magnetik tidak boleh dibawa ke ruang MRI. Untuk keselamatan, pasien diharuskan memakai baju pemeriksaan dan menanggalkan benda- benda feromagnetik, seperti : jam tangan, kunci, perhiasan jepit rambut, gigi palsu dan lainnya.

Screening dan pemberian informasi kepada pasien dilakukan dengan cara mewawancarai pasien, untuk mengetahui apakah ada sesuatu yang membahayakan pasien bila dilakukan pemeriksaan MRI, misalnya: pasien menggunakan alat pacu jantung, logam dalam tubuh pasien seperti IUD, sendi palsu, neurostimulator, dan klip anurisma serebral, dan lain-lain.

Transfer pasien menuju ruangan MRI, khususnya pasien yang tidak dapat berjalan (non ambulatory) lebih kompleks dibandingkan pemeriksaan imaging lainnya. Hal ini karena medan magnet pesawat MRI selalu dalam keadaan “on” sehingga setiap saat dapat terjadi resiko kecelakaan, dimana benda-benda feromagnetik dapat tertarik dan kemungkinan mengenai pasien atau personil lainnya. Salah satu upaya untuk mengatasi hal tersebut, meja pemeriksaan MRI dibuat mobile, dengan tujuan : pasien dapat dipindahkan ke meja MRI di luar ruang pemeriksaan dan dapat segera dibawa ke luar ruangan MRI bila terjadi hal-hal emergensi. Selain itu meja cadangan pemeriksaan perlu disediakan, agar dapat mempercepat penanganan pasien berikutnya sebelum pemeriksaan pasien sebelumnya selesai. Upaya untuk kenyamanan pasien diberikan, antara lain dengan penggunaan Earplugs bagi pasien untuk mengurangi kebisingan, penggunaan penyangga lutut / tungkai , pemberian selimut bagi pasien, pemberian tutup kepala .

Untuk persiapan pelaksanaan pemeriksaan perlu dilakukan beberapa hal berikut. Persiapan console yaitu memprogram identitas pasien seperti nama, usia dan lain-lain, mengatur posisi tidur pasien sesuai dengan obyek yang akan diperiksa. Memilih jenis koil yang akan digunakan untuk pemeriksaan, misalnya untuk pemeriksaan kepala digunakan Head coil, untuk pemeriksaan tangan, kaki dan tulang belakang digunakan Surface coil. Memilih parameter yang tepat, misalnya untuk citra anatomi dipilih parameter yang Repetition Time dan Echo Time pendek, sehingga pencitraan jaringan dengan konsentrasi hidrogen tinggi akan berwarna hitam. Untuk citra patologis dipilih parameter yang Repetition Time dan Echo Time panjang, sehingga misalnya untuk gambaran cairan serebro spinalis dengan konsentrasi hidrogen tinggi akan tampak berwarna putih. Untuk kontras citra antara, dipilih parameter yang Repetition Time  panjang dan Echo Time pendek sehingga gambaran jaringan dengan konsentrasi hidrogen tinggi akan tampak berwarna abu-abu.

Untuk mendapatkan hasil gambar yang optimal, perlu penentuan center magnet (land marking patient) sehingga coil dan bagian tubuh yang diamati harus sedekat mungkin ke center magnet, misalnya pemeriksaan MRI kepala, pusat magnet pada hidung. Untuk menentukan bagian tubuh dibuat Scan Scout (panduan pengamatan), dengan parameter, ketebalan irisan dan jarak antar irisan serta format gambaran tertentu. Ini merupakan gambaran 3 dimensi dari sejumlah sinar yang telah diserap. Setelah tergambar scan scout pada TV monitor, maka dibuat pengamatan- pengamatan berikutnya sesuai dengan kebutuhan. Pemeriksaan MRI yang menggunakan kontras media, hanya pada kasus-kasus tertentu saja . Salah satu kontras media untuk pemeriksaan MRI adalah Gadolinium DTPA yang disuntikan intra vena dengan dosis 0,0 ml / kg berat badan.

[biomedicaltecnology]

X-Rays

X-rays for medical diagnostic procedures or for research purposes are produced in a standard way: by accelerating electrons with a high voltage and allowing them to collide with a metal target. X-rays are produced when the electrons are suddenly decelerated upon collision with the metal target; these x-rays are commonly called brehmsstrahlung or "braking radiation". If the bombarding electrons have sufficient energy, they can knock an electron out of an inner shell of the target metal atoms. Then electrons from higher states drop down to fill the vacancy, emitting x-ray photons with precise energies determined by the electron energy levels. These x-rays are called characteristic x-rays.