INSPEKSI KONTAINER MENGGUNAKAN LINAC
- PENDAHULUAN
Pesawat sinar-X pada umumnya memproduksi sinar-X energi berorde kilo elektron Volt (keV). Untuk mendapatkan sinar-X dengan energi yang sangat tinggi, biasanya digunakan alat pemercepat partikel atau akselerator. Akselerator adalah alat yang dipakai untuk mempercepat gerak partikel bermuatan seperti elektron, proton, inti-inti ringan, dan inti atom lainnya. Mempercepat gerak partikel bertujuan agar partikel tersebut bergerak dengan cepat sehingga memiliki energi kinetik yang sangat tinggi.
Untuk mempercepat gerak partikel ini diperlukan medan listrik ataupun medan magnet. Akselerator gerak pertama kali dikembangkan oleh dua fisikawan Inggris, J.D. Cockroft dan E.T.S Walton, di Laboratorium Cavendish, Universitas Cambrige pada 1929. Atas jasanya mereka dianugerahi hadiah Nobel bidang fisika pada 1951. Akselerator partikel biasanya dipakai untuk penelitian fisika energi tinggi dengan cara menabrakkan partikel berkecepatan sangat tinggi ke target tertentu. Namun, ada beberapa jenis akselerator partikel yang dirancang untuk memproduksi radiasi berenergi tinggi untuk keperluan radioterapi. Akselerator digunakan untuk menghasilkan sinar-X dengan energi yang tinggi dengan menggunakan tabung Betatron dan Sinkrotron.
Tabung Betatron
Betatron pertama kali diperkenalkan pada 1941 oleh Donald William Kerts dari Universitas Illinois, Amerika Serikat. Penamaan Betatron mengacu pada jenis sinar radioaktif yaitu sinar-ß, yang merupakan aliran elektron yang berkecepatan tinggi. Betatron terdiri atas tabung kaca hampa udara berbentuk cincin raksasa yang diletakkan diantara dua kutub magnet yang sangat kuat. Elektron akselerator pada prinsipnya adalah suatu tabung sinar-X berukuran sangat besar. Penyuntik berupa filamen panas yang berperan sebagai pemancar elektron dipasang untuk menginjeksi aliran elektron ke dalam tabung pada sudut tertentu. Setelah elektron disuntikan ke dalam tabung, ada dua gaya yang akan bekerja pada elektron tersebut.
Gaya yang pertama membuat elektron bergerak mengikuti lengkungan tabung. Di dalam medan magnet, partikel akan bergerak melingkar. Gaya yang kedua berperan mempercepat gerak elektron hingga kecepatannya semakin tinggi. Melalui gaya ke dua ini, elektron memperoleh energi kinetik yang sangat besar. Dalam waktu sangat singkat, elektron akan bergerak melingkar di dalam tabung beberapa ribu kali. Apabila energi kinetik elektron telah mencapai nilai tertentu, elektron dibelokan dari jalur lengkungannya sehingga dapat menabrak target secara langsung yang berada di tepi ruangan. Dari proses tabrakan ini pancaran sinar X berenergi sangat tinggi karena sebagian besar akselerator dapat mempercepat elektron hingga energinya mencapai 20 Mega elektron Volt (MeV). Betatron memiliki kelemahan karena mesin itu memerlukan magnet berukuran sangat besar guna mendapatkan perubahan fluks yang diperlukan untuk mempercepat elektron.
Sinkrotron Elektron
Untuk mengatasi kelemahan ini, diperkenalkan jenis akselerator elektron lainnya yang menggunakan magnet yang berbentuk cincin yang diberi nama sinkrotron elektron. Alat ini berfungsi sebagai pemercepat elektron yang mampu menghasilkan elektron dengan energi kinetik lebih besar dibandingkan Betatron. Elektron dengan energi anatara 50-100 kV dipancarkan dari filamen untuk selanjutnya dipercepat di dalam alat. Pada saat akhir proses percepatan, elektron ditabrakan menuju sasaran sehingga dihasilkan sinar-X dengan energi dan intensitas tinggi.
Aplikasi LINAC Akselerator linier (Linear Accelerator, LINAC) pertama kali diperkenalkan oleh R. Wideroe di Swiss pada 1929, namun unjuk kerjanya saat itu kurang memuaskan. LINAC mempunyai kelebihan dan kekurangan dibandingkan dengan akselerator magnetik. Ukuran alat dan biaya yang diperlukan untuk mengoperasikan LINAC kira-kira proporsional dengan energi akhir partikel yang dipercepat. Sedang pada akselerator magnetik, tenaga yang diperlukan akan lebih tinggi untuk menghasilkan energi akhir partikel yang sama besarnya. Oleh sebab itu, untuk mendapatkan partikel berenergi sangat tinggi, LINAC akan lebih ekonomis dibandingkan akselerator magnetik. Di samping itu, penyuntikan partikel yang akan dipercepat dalam akselerator magnetik sangat sulit dilakukan, sedang pada LINAC partikel dalam bentuk sorotan terkolimasi secara otomatis terpencar k edalam tabung akselerator. LINAC dapat dipakai untuk mempercepat partikel hingga berenergi di atas 1 BeV. Betatron praktis tidak mungkin mencapai energi setinggi ini karena memerlukan magnet berukuran sangat besar…
Selengkapnya download di sini:
Pendidikan Fisika 