Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XV, No.2,Oktober 2018:hal. 22-35

## PENGARUH ATTENUASI SINAR-X TERHADAP GREY VALUE COMPUTED RADIOGRAPHY

## ATTENUATION EFFECT OF X-RAY ON GREY VALUE COMPUTED RADIOGRAPHY
Djoli Soembogo
Pusat Aplikasi  Isotop dan Radiasi-BATAN, Jalan Lebak Bulus Raya No. 49, Jakarta 12440.
Email :
Diterima: 16 Oktober 2018, diperbaiki : 23 Oktober 2018, disetujui : 8 Nopember 2018

## ABSTRAK

## PENGARUH  ATTENUASI  SINAR-X  TERHADAP  GREY  VALUE  COMPUTED
RADIOGRA-PHY .  Studi  aplikasi  radiografi  digital  dengan  sinar-X  dan  media  Imaging  Plate dengan  pemindai  Computed  Radiogrphy.  Radiografi  ini  menggunakan  Imaging  Plate  blue  (25 mikron)  untuk  mendapatkan  kontras  tinggi,  kepekaan  tinggi  dan  kualitas  bayangan  (image) yang    baik  karena  butiran  kristal  halus.  Tujuan  radiografi  digital  menggunakan  pemindai Computed Radiography adalah untuk mengetahui pengaruh ketebalan filter screen Pb terhadap grey value radiografi. Telah dilakukan pengujian radiografi menggunakan sinar-X pada Ignition Coil dengan metoda ketebalan tunggal bayangan tunggal  menggunakan media Imaging Plate blue  dengan  pemindai  Computed  Radiography  dan  sinar-X  dengan  parameter  pengamatan grey value radiografi. Waktu paparan sinar-X adalah 120 detik. dengan menggunakan tegangan tinggi 130 kV, arus 5 mA, dan jarak sumber ke film (SFD)  tegak lurus adalah 1200 mm. Hasil pengujian  radiografi  digital  dengan  media  Imaging  Plate  blue  dengan  pemindai  Computed Radiography  pada  Ignition  Coil  dengan  metoda  ketebalan  tunggal  bayangan  tunggal menghasilkan parameter grey value rerata 55429,24; 32759,32; 20616,99; 13122,75; 8825,85 pada ketebalan filter screen Pb (perisai) 0; 0,125 mm; 0,25 mm; 0,375 mm; 0,5 mm. Semakin tebal filter screen Pb menghasilkan grey value yang semakin rendah.
Katakunci : Computed Radiography, filter screen Pb, grey value.

## ABSTRACT

## ATTENUATION EFFECT OF X-RAY ON GREY VALUE COMPUTED RADIOGRAPHY.
This  study  applies  digital  radiography  using  X-rays  and  uses  Imaging  Plate  media  with  a Computed  Radiogrphy  scanner.  This  radiography  uses  an  Imaging  Plate  blue  (25  microns)  to get  high  contrast,  high  sensitivity  and  good  image  quality  because  of  fine  crystalline  granules. The purpose of digital radiography using a Computed Radiography scanner is to determine the effect  of  the  thickness  of  the  screen  Pb  filter  on  the  grey  value  of  radiographic.  Radiographic testing  using  X-rays  on  Ignition  Coil  was  carried  out  using  a  single  shadow  thickness  method using Imaging Plate blue media with Computed Radiography and X-ray scans with observation parameters  of  gray  value  radiography.  X-ray  exposure  time  is  120  seconds.  by  using  a  high voltage of 130 kV, a current of 5 mA, and a perpendicular source to film (SFD) distance is 1200 mm. The results of digital radiography testing with Imaging Plate blue media with a Computed Radiography scanner on Ignition Coil with a single shadow single thickness method resulted in a  mean  gray  value  parameter  of  55429.24;  32759.32;  20616.99;  13122.75;  8825.85  in  screen filter thickness Pb (shield) 0; 0.125 mm; 0.25 mm; 0.375 mm; 0.5 mm. The thicker the Pb screen filter produces the lower gray value.
Keyword : Computed Radiography, screen Pb filter, grey value .
(Djoli Soembogo)

## PENDAHULUAN
K eterbatasan
pengoperasian tegangan  tinggi  mesin  sinar-X  dari pabrikan  (yaitu  minimal  130  kV),  maka diperlukan  reduksi  tegangan  tinggi dibawah  130  kV,  sehingga  didapatkan grey  value radiografi  yang  sesuai  untuk material  uji.  Pengurangan  tegangan tinggi  dibawah  130  kV  dilakukan menggunakan filter
screen
Pb.
Pengurangan  tegangan  tinggi  ini  setara dengan  attenuasi  energi  sinar-X  yang akan  berpengaruh  pada  reduksi grey value radiografi.  Jika  tidak  dilakukan pengurangan  tegangan  tinggi,  maka akan menghasilkan grey value radiografi sangat  tinggi  dan  tidak  dapat  dibaca. Penelitian  ini  mengaplikasikan  radiografi digital  menggunakan  sinar-X,  media Imaging Plate blue atau IP blue (perekam bayangan  laten  akibat  radiasi  sebagai pengganti film radiografi) dengan pemindai Computed Radiography dengan melihat pengaruh ketebalan filter screen Pb.  Penggunaan filter screen Pb bertujuan  mengurangi  (attenuasi)  energi dari sinar-X karena penggunaan tegangan  tinggi  sinar-X  minimal  130  kV.
Radiografi  ini  menggunakan Imaging Plate blue (25 mikron) untuk
mendapatkan  kontras  tinggi,  kepekaan tinggi  dan  kualitas  bayangan (image) yang    baik.  Tujuan  radiografi  digital menggunakan  media Imaging  Plate  blue adalah  untuk  mengetahui  pengaruh ketebalan filter  screen Pb  terhadap tingkat grey  value (tingkat  kehitaman bayangan  laten  dalam  digital  radiografi) . Metode  pemeriksaan/pengujian  dengan teknik radiografi menggunakan ketebalan ganda bayangan tunggal [1].
TEORI Prosedur radiografi digital menggunakan Imaging  Plate  Blue dan pemindai Computed Radiography dengan melihat pengaruh ketebalan filter screen Pb mengacu pada ASME section V [1]  untuk  teknik  radiografi  dan ASTM Reference Radiographs for Heavy walled (51  to  114  mm)  Steel  Castings [2]  atau
ASTM  Reference  Radiographs  for  Steel Castings  up  to  51  mm  in  thickness [3] untuk standar penerimaan hasil radiografi. Grey value menunjukkan kecerahan  piksel. Grey  value minimum adalah  0, grey  value maksimum bergantung  pada  kehitaman  digitisasi gambar.  Untuk  gambar  16  bit  tingkat kehitaman  adalah  65536.  Secara  teori grey value yang diijinkan  untuk radiografi digital adalah antara 6109 sampai 56649 [4].
Screen filter Pb merupakan material  yang  bersifat  mereduksi  atau menyerap energi radiasi foton, dirumuskan sebagai berikut :
Dt = Do. Exp (-ln2 x  t/HVL) Dt    =  Dosis  setelah  melewati  penahan screen filter Pb Do  = Dosis sebelum melewati panahan screen filter Pb t   = tebal penahan screen filter Pb HVL  =  Nilai  tebal  paro  penahan sreen Filter Pb Intensitas  radiasi  yang  diterima  oleh Imaging  plate  blue akan  berkurang karena  penahan screen  filter Pb  yang mengakibatkan proses penghitaman Imaging plate blue berkurang.

## TATAKERJA (BAHAN DAN METODE)
Bahan  radiografi  pada  metal adalah sebagai berikut :
1.  Benda  uji Ignition Coil dengan ketebalan bervariasi.
2. Imaging Plate blue 1 set
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XV, No.2,Oktober 2018:hal. 22-35
Peralatan yang digunakan adalah
sebagai berikut :
1. Sumber sinar-X  1 unit
2. Computed Radiography Durr 1 unit
3. Pb lembaran tebal 3 mm 2 lembar
4. Lead Letter Pb 1 set
5. Longtang 1 set 6. Surveymeter 1 set 7. Rollmeter 1 set
8. Statip pendukung 1 set
9. Filter screen Pb 4 set Radiografi  ini  menggunakan    metode ketebalan  tunggal  bayangan  tunggal ( single wall single image (SWSI) dengan obyek  uji Ignition  Coil ,  Sumber    sinar-X Rigaku  RF  300 EGM2  dengan  tegangan tinggi  130  kV  dan  arus  5  mA,  Film  Fuji 100,  Filter  screen  Pb  dengan  1  tebal 0,125 mm, SFD adalah 1200 mm, waktu paparan    120  detik.  Dalam  pengujian  ini menggunakan  langkah-langkah  kerja seperti diperlihatkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Langkah-langkah kerja

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian ini menggunakan obyek uji  adalah Ignition  Coil ,  mempunyai ketebalan  material  yang  bervariasi. Berdasarkan  tebal  obyek  uji  dengan menggunakan  kurva paparan  sinar-X (Lampiran  1)  mendapatkan    waktu paparan trial  by  error adalah    120  detik untuk radiografi dengan jarak tegak lurus antara  sumber  dan  film (Source  Film Distance atau SFD) tegak  lurus  adalah 1200  mm  dan  dimensi  sumber  adalah 2,50 mm. Imaging Plate yang digunakan adalah blue dengan  butiran  kristal  25 mikron.
Pengujian ini mengamati parameter  tingkat grey  value radiografi akibat  dari  variabel  parameter  ketebalan
filter screen Pb. Tingkat grey value tanpa filter  screen Pb  dan  dengan filter  screen Pb  diproses  melalui  evaluasi software Computed Radiography [4], [5], [6], [7]. Hasil  pengujian  radiografi  digital pada  Ignition  Coil  dengan  metoda ketebalan  ganda  bayangan  tunggal menghasilkan parameter rerata radiografi grey  value 55429,24;  32759,32; 20616,99;  13122,75;  8825,85  pada ketebalan filter  screen Pb  (perisai)  0; 0,125 mm; 0,250 mm; 0,375 mm; 0,5 mm (lihat  tabel  1).  Rerata  radiografi grey value didapat  secara  otomatis  pada waktu  memindai Imaging  Plate hasil radiografi  digital.  Semakin  tebal filter screen Pb menghasilkan grey value yang semakin  rendah.  Optimal grey  value Transfer Data dan Dokumentasi Sumber Sinar-X Tanpa Filter dan Filter ( Screen Pb) Obyek Uji ( Ignition Coil ) Imaging Plate blue Prosesing Computed Radiography Pembacaan Grey value dan Evaluasi Komputerisasi dengan setting kehitaman
(Djoli Soembogo)
pada  32759,32  dengan  ketebalan filter screen Pb  (perisai)  0,125  mm.  Hal tersebut  diatas    disebabkan  reduksi energi  sinar-X  dengan filter  screen Pb yang  berasal  dari  efek  fotolistrik  atau efek Compton . Hasil  pemindaian Imaging  Plate blue berupa  radiografi  digital  yang memungkinkan  untuk  proses  transfer
data  digital  atau  penyimpanan  data digital  secara  komputerisasi. Hasil pemindaian Imaging  Plate  blue dapat dilihat  pada  Gambar  2  sampai  dengan Gambar 16. Ignition Coil dengan penembakan sinar-X tegangan 130 kV, arus 5 mA, waktu 120 detik,  SFD  1200  mm  tanpa filter  screen Pb sebagai berikut :
Gambar 2.  Hasil Pemindaian IP blue tanpa filter screen Pb.
Gambar 3. Terbaca duplex ke 11 SR b = 0,08 mm
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XV, No.2,Oktober 2018:hal. 22-35
Gambar 4. Terbaca Grey value = 55429,24.
Tabel  1.  Hasil  pemindaian IP  blue tanpa filter screen Pb
Duplek SR b Grey Value Ke 11 0,08 mm 55429,24 Ignition Coil dengan penembakan sinar-X
tegangan 130 kV, arus 5 mA, waktu 120 detik, SFD 1200 mm dengan filter screen Pb 0,125 mm sebagai berikut :
Gambar 5.  Hasil Pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,125 mm.
Gambar 6. Duplex yang dapat terbaca hanya sampai duplex ke 11 dengan persentasi intensitas 38,7% dengan SR b = 0,08
Gambar 7. Terlihat Greyvalue = 32759,32.
Tabel 2. Hasil pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,125 mm Duplek SR b Grey Value Ke 11Ke            Ke 11 0,08 mm 32759,32 Ignition Coil dengan penembakan sinar-X tegangan 130 kV, arus 5 mA, waktu 120 detik, SFD 1200 mm dengan filter screen Pb 0,250 mm sebagai berikut :
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XV, No.2,Oktober 2018:hal. 22-35
Gambar 8.  Hasil Pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,250 mm.
Gambar 9. Duplex yang dapat terbaca hanya sampai duplex ke 11 dengan persentasi intensitas 22,9% dengan SR b = 0,08
(Djoli Soembogo)
Gambar 10. Terlihat Grey value = 20616,99.
Tabel 3. Hasil pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,250 mm Duplek SR b Grey Value Ke 11Ke            Ke 11 0,08 mm 20616,99 Ignition Coil dengan penembakan sinar-X tegangan 130 kV, arus 5 mA, waktu 120 detik, SFD 1200 mm dengan filter screen Pb 0,375 mm sebagai berikut :
Gambar 11.  Hasil Pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,375 mm.
Gambar  12.  Ketelitian  duplex  terkecil  pada  duplex  ke  11  (D11)  dengan  intensitas sebesar 18,7% sehingga SR b = 0,08 mm. Gambar 13. Terlihat Grey value = 13122,75
Tabel 4. Hasil pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,375 mm Duplek SR b Grey Value Ke 11Ke            Ke 11 0,08 mm 13122,75
Ignition Coil dengan penembakan sinar-X tegangan 130 kV, arus 5 mA, waktu 120 detik, SFD 1200 mm dengan filter screen Pb 0,500 mm sebagai berikut :
(Djoli Soembogo)
Gambar 14.  Hasil Pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,500 mm.
Gambar  15.  Ketelitian  duplex  terkecil  pada  duplex  ke  11  (D11)  dengan  intensitas sebesar 18,9% SR b = 0,08 mm.
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XV, No.2,Oktober 2018:hal. 22-35
Gambar 16. Terlihat Grey value = 8825,85.
Tabel 5. Hasil pemindaian IP blue dengan filter screen Pb 0,500 mm
Duplek SR b Grey Value Ke 11Ke            Ke 11 0,08 mm 8825,85
Data  tersebut  diatas  terlihat  bahwa  Grey value  akan  terpengaruh  oleh  tingkat ketebalan filter  screen Pb,  nilai  Grey value  menurun  jika  filter  screen  Pb semakin  tebal.  SR b (tingkat  sensitivitas mendeteksi  kawat  terkecil  pada  duplex) cenderung tidak terpengaruh oleh tingkat ketebalan filter screen Pb.
Tabel  1.  Hasil  kualitas  gambar  pada Ignition  Coil  dengan  variasi  tebal filter
screen Pb.

## Sampel Uji INJECTION COIL
No. Tebal filter screen (mm) Grey value 1 0 55429,24 32759,32 20616,99 13122,75 8825,85 2 0,125 3 0,250 4 0,375 5 0,500
(Djoli Soembogo)
Grafik 1. Hubungan tebal filter Screen dan Grey value .
Berdasarkan  data  Tabel  1  tersebut diatas,   dapat dilihat  bahwa filter  Screen Pb  mempengaruhi  tingkat  kehitaman ( grey value ) radiografi. Hal ini disebabkan  oleh  energi  sinar-X  yang mengalami pengurangan (attenuasi) sebelum  mengenai  benda  uji  ( Ignition Coil )  sehingga  pembentukan  bayangan laten Imaging  Plate radiografi  juga
mengalami
pengurangan energi (attenuasi),  akibatnya grey  value akan tereduksi. Berdasarkan Gambar 2
sampai  dengan  Gambar  16  dan  data tersebut  diatas,  maka  terlihat  jelas Grey value optimal  pada  32759,32  dengan ketebalan filter  screen Pb  pada  0,125 mm.

## KESIMPULAN
Dengan  adanya penggunaan filter screen Pb  akan  menghasilkan    sinar-X yang  mengalami  attenuasi,  hal  ini mengakibatkan  reduksi grey  value pada
Computed Radiography . Besarnya reduksi grey value Computed
Radiography  bergantung pada ketebalan filter  screen Pb.  Grey  value  didapat minimal 8825,85 dan maksimal 55429,24 sudah  sesuai  dengan  yang  dijinkan  dan
optimalnya grey value adalah 32759,32.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada
rekan-rekan
Kelompok
Investigasi  Tak  Merusak  dan  Diagnosis di    Pusat  Aplikasi  Isotop  dan  Radiasi yang  telah  membantu  terbentuknya tulisan ini.

## DAFTAR PUSTAKA
1. ASME,  ASME  section  V,  article  2 Radiographic Examination, New York,
(2013). 2. ASTM, ASTM Reference Radiographs  for Heavy walled (51 to 114 mm) Steel Castings, Philadelphia
(1998).
3. ASTM, ASTM Reference Radiographs for  Steel  Castings  up  to  51  mm  in thickness, Philadelphia (1998).
4.  IAEA,  IAEA/RCA  Regional  Training Course on Digital Industrial Radiology and Computed Tomography
Applications  in  Industry,  Kajang,
Malaysia, 2-6 November (2009).
y = 53220e -3,672x R² = 0,9975 1000 10000 100000 1000000 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Gr e y Va lu e Tebal Filter Screen (mm) Grafik Tebal Filter Screen vs Grey Value
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XV, No.2,Oktober 2018:hal. 22-35
5. IAEA , IAEA/RCA  Regional  Training
Course on the Use of Isee and aRTist Software fo Digital Industrial Radiography  (DIR)  Image  Analysis and  Interpretation ,  Kajang,  Malaysia,
25-29 July (2011).
6.  PUSDIKLAT BATAN, Radiografi Level II  Standar  dan  Petunjuk  Praktikum,
Jakarta (2013). 7.  DURR  NDT,  CR  35/HD-CR  35  NDT Plus Instalation and Operating Instructions, Germany, 13 April 2011.

## LAMPIRAN
Lampiran  1.  Kurva  hubungan  paparan sinar-X dan ketebalan metal  baja  (dari  buku manual  alat  mesin  sinar-X Rigaku RF-300EGM2).
(Djoli Soembogo)
Lampiran 1