Spektroskopi sinar-X (X-ray spectroscopy) adalah teknik yang mendeteksi dan mengukur foton atau partikel cahaya, yang memiliki panjang gelombang tertentu dari spektrum elektromagnetik. Sinar-X Merupakan gelombang frekuensi tinggi pada spektrum elektromagnetik yang digunakan untuk membantu para ilmuwan memahami sifat kimia dan unsur dari suatu objek.
Ada beberapa metode spektroskopi X-ray yang digunakan dalam banyak disiplin ilmu dan teknologi, termasuk arkeologi, astronomi, dan teknik. Metode-metode ini dapat digunakan secara independen atau bersama-sama untuk menciptakan gambaran yang lebih lengkap tentang materi atau objek yang sedang dianalisis.
Sejarah ditemukan Spektroskopi sinar-X :
- Wilhelm Conrad Röntgen, seorang fisikawan Jerman, dianugerahi Hadiah Nobel pertama dalam fisika pada tahun 1901 untuk penemuan sinar-X pada tahun 1895. Teknologi barunya segera digunakan oleh ilmuwan dan dokter lain, menurut Laboratorium Akselerator Nasional SLAC.
- Charles Barkla, seorang fisikawan Inggris, melakukan penelitian antara 1906 dan 1908 yang mengarah pada penemuannya bahwa sinar-X dapat menjadi karakteristik dari zat-zat individual. Karyanya juga memberinya Hadiah Nobel dalam bidang fisika, tetapi tidak sampai tahun 1917.
- Penggunaan spektroskopi sinar X sebenarnya mulai sedikit lebih awal, pada tahun 1912, dimulai dengan tim ayah dan putra dari fisikawan Inggris, William Henry Bragg dan William Lawrence Bragg. Mereka menggunakan spektroskopi untuk mempelajari bagaimana radiasi sinar X berinteraksi dengan atom dalam kristal. Teknik mereka, yang disebut kristalografi X-ray, dibuat standar di lapangan pada tahun berikutnya dan mereka memenangkan Hadiah Nobel dalam fisika pada tahun 1915.
- Pada awal 1900-an, William Henry Bragg (di sini) dan putranya, William Lawrence Bragg, adalah yang pertama menggunakan spektroskopi sinar-X untuk mempelajari bagaimana radiasi sinar-X berinteraksi dengan atom-atom dalam kristal.
Cara kerja sinar X
Cara kerja sinar-X yaitu Ketika sebuah atom tidak stabil kemudian dibombardir dengan partikel berenergi tinggi, elektronnya bertransisi dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya. Saat elektron menyesuaikan diri dengan bertransisi, elemen menyerap dan melepaskan foton sinar-X energi tinggi dengan cara mengkarakteristik atom yang membentuk unsur kimia.
Spektroskopi sinar-X mengukur perubahan-perubahan dalam energi, yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengidentifikasi unsur-unsur dan memahami bagaimana atom dalam berbagai bahan berinteraksi.
Berdasarkan prinsip dan teknik cara kerjanya spektroskopi X-ray dibagi menjadi dua , yaitu:
- Wavelenght Dispersive X-ray Spectroscopy (WDXS) atau spektroskopi sinar-X panjang gelombang dispersif. Yaitu dengan mengukur sinar-X dari panjang gelombang tunggal yang terdifraksi oleh kristal
- Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDXS) atau spektroskopi X-ray dispersif energi yaitu dengan mengukur radiasi sinar X yang dipancarkan oleh elektron yang distimulasi oleh sumber energi berenergi tinggi dari partikel bermuatan.
kedua teknik tersebut memiliki satu tujuan , yaitu bagaimana radiasi tersebar untuk menunjukkan struktur atom material sehingga elemen-elemen di dalam objek dapat dianalisis. .
Aplikasi atau kegunaan dari spektroskopi sinar X , yaitu :
Saat ini, spektroskopi sinar X digunakan di banyak bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, termasuk arkeologi, astronomi, teknik dan kesehatan.
- Antropolog dan arkeolog dapat menemukan informasi tersembunyi tentang artefak kuno dan tetap mereka temukan dengan menganalisanya dengan spektroskopi sinar-X. Sebagai contoh, Lee Sharpe, profesor kimia di Grinnell College di Iowa, dan rekan-rekannya, menggunakan metode yang disebut X-ray fluorescence (XRF) spektroskopi untuk mengidentifikasi asal-usul panah obsidian yang dibuat oleh orang-orang prasejarah di North American Southwest. Tim ini menerbitkan hasilnya pada bulan Oktober 2018 di Journal of Archaeological Science: Reports.
- Spektroskopi sinar-X juga membantu astrofisikawan belajar lebih banyak tentang bagaimana benda-benda dalam ruang kerja. Misalnya, para peneliti dari Washington University di St. Louis berencana untuk mengamati sinar-X yang berasal dari benda-benda kosmik, seperti lubang hitam, untuk mempelajari lebih lanjut tentang karakteristik mereka. Tim yang dipimpin oleh Henric Krawczynski, astrofisikawan eksperimental dan teoritis, berencana untuk meluncurkan sejenis spektrometer sinar-X yang disebut polarimeter sinar-X. Dimulai pada bulan Desember 2018, instrumen tersebut akan ditunda di atmosfer Bumi dengan balon helium penuh durasi panjang.
- Yury Gogotsi, seorang ahli kimia dan insinyur material di Drexel University di Pennsylvania, menciptakan antena penyemprot dan membran desalinasi air dengan bahan yang dianalisis dengan spektroskopi sinar-X. Antena semprot yang tidak terlihat hanya memiliki beberapa lusin nanometer tebal tetapi mampu mengirim dan mengarahkan gelombang radio. Teknik yang disebut X-ray absorption spectroscopy (XAS) membantu memastikan bahwa komposisi bahan sangat tipis benar dan membantu menentukan konduktivitas. “Konduktivitas logam yang tinggi diperlukan untuk kinerja antena yang baik, jadi kita harus memonitor secara ketat materi,” kata Gogotsi.
- Gogotsi dan rekan-rekannya juga menggunakan spektroskopi sinar-X untuk menganalisis kimia permukaan membran kompleks yang menghilangkan air dengan menyaring ion tertentu, seperti natrium.
- Penggunaan spektroskopi sinar-X juga dapat ditemukan di beberapa bidang penelitian dan praktik medis, seperti pada mesin CT scan modern. Mengumpulkan spektra serapan sinar-X selama CT scan (melalui penghitungan foton atau pemindai CT spektral) dapat memberikan informasi yang lebih rinci dan kontras tentang apa yang terjadi di dalam tubuh, dengan dosis radiasi yang lebih rendah dari sinar-X dan kurang atau tidak perlu menggunakan bahan kontras (pewarna), menurut Phuong-Anh T. Duong, direktur CT di Departemen Radiologi dan Ilmu Pencitraan Universitas Emory di Georgia
Tinggalkan komentar