REAKTOR TRIGA ~ kimia ib

REAKTOR TRIGA ~ kimia ib

REAKTOR TRIGA ~ kimia ib

Pengolahan Limbah Radioaktif

Pengolahan Limbah Radioaktif

Secara keseluruhan, pengelolaan limbah radioaktif yang lazim dilakukan meliputi tiga pendekatan pokok bergantung besar kecilnya volume limbah, tinggi rendahnya aktivitas zat radioaktif serta sifat-sifat fisika dan kimia limbah tersebut. Tiga pendekatan pokok itu meliputi

1. Limbah radioaktif dipekatkan dan dipadatkan yang pelaksanaannya dilakukan di dalam wadah khusus untuk selanjutnya disimpan dalam waktu yang cukup lama. Cara ini efektif untuk pengelolaan limbah radioaktif cair yang mengandung zat radioaktif beraktivitas sedang dan atau tinggi.

2. Limbah radioaktif disimpan dan dibiarkan meluruh dalam tempat penyimpanan khusus sampai aktivitasnya sama dengan aktivitas zat ardioaktif lingkungan. Cara ini efektif jika dipakai untuk pengelolan limbah radioaktif cair atau padat yang beraktivitas rendah dan berwaktu paroh pendek.

3. Limbah radioaktif diencerkan dan didispersikan ke lingkungan. Cara ini efektif untuk pengelolaan limbah radioaktif cair atau gas beraktivitas rendah.

Pengolahan limbah cair

Limbah cair yang dihasilkan pada saat operasi maupun refueling ditampung ke dalam tangki penampungan limbah  mentah untuk kemudian diolah dengan proses evaporator,  filtrasi yang dilengkapi proses penukaran ion, dan pengolahan secara kimia. Pemilihan metode pengolahan limbah cair disesuaikan dengan  karakteristik limbah tersebut.

Tabel 2. Aktivitas limbah radioaktif cair dari PLTN PWR 1000 MWe

Pengolahan awal tersebut akan menghasilkan konsentrat atau sludge atau resin bekas yang kemudian dikondisioning di dalam wadah limbah yang sesuai. Ada banyak metode kondisioning, tetapi yang paling umum untuk dilakukan adalah dengan metode immobilisasi menggunakan semen. Di Korea, kondisioning hanya dilakukan dengan mengeringkan konsentrat dan resin tanpa mencampurkannya dengan semen. Tujuan dari pengeringan dan pewadahan langsung  di dalam HIC (High Integrited Container) adalah untuk memaksimalkan reduksi volumenya.

Setelah proses kondisioning paket limbah tersebut kemudian diangkut dan disimpan di dalam fasilitas penyimpanan sementara.

Pengolahan limbah padat

Limbah padat dari operasional PLTN mempunyai karakteristik yang beragam. Untuk keperluan pengolahan, limbah padat dapat diklasifikasikan menjadi 3, yakni limbah padat dapat dibakar, limbah padat dapat dikompaksi tetapi tidak dapat dibakar, dan limbah padat yang tidak dapat bakar dan maupun dikompaksi.

Limbah dapat bakar direduksi volumenya dengan dibakar di dalam tanur insenerasi pada temperatur 700^oC - 1100^oC. Gas buang yang ditimbulkan dari reaksi pembakaran dan partikulit ini dilewatkan melalui beberapa filter antara lain bag house filter dan HEPA filter sehingga hampir 99,9 %-nya akan terjebak di dalam filter. Selanjutnya gas buang yang berupa sisa-sisa asam dinetralkan dengan soda api. Gas buang yang kemudian keluar dari cerobong telah sepenuhnya bebas dari komponen-komponen yang berbahaya.

Abu sisa pembakaran yang berupa oksida logam di immobilisasi dengan semen dan diwadahkan dalam drum 200 L. Setelah itu limbah yang telah terimmobilisasi tersebut di simpan di tempat penyimpanan sementara.

Pengolahan limbah padat dapat dikompaksi tetapi tidak dapat dibakar dilakukan dengan cara kompaksi. Di banyak negara, limbah tersebut dikumpulkan di dalam drum 100 L, proses kompaksi baru dilakukan setelah limbah telah terkumpul cukup banyak.

Setelah dikompaksi drum 100 L yang berisi limbah padat ditempatkan di dalam wadah drum 200 L. Setelah drum pertama terkompakkan dilanjutkan drum 100 L ke dua dan dikompakkan, demikian seterusnya sehingga tercapai jumlah drum 100 L yang optimum. Setelah proses kompaksi, koral dengan spesifikasi tertentu dituangkan ke dalam anulus yang terbentuk. Berikutnya campuran pasta semen pasir  diinjeksikan ke dalam anulus dan digetarkan untuk menjamin infiltrasi dari pasta homogen. Setelah proses ini selesai paket limbah kemudian disimpan di fasilitas penyimpanan sementara. Limbah  padat tidak dapat bakar dan tidak dapat dikompaksi biasanya diolah dengan metode immobilisasi langsung.

Skema pengolahan limbah padat

Pengolahan limbah gas

Limbah gas harus diolah oleh pihak reaktor dengan cara pengambilan radionuklida menggunakan filter dan karbon aktif. Filter dan karbon aktif yang sudah jenuh dikirim ke instalasi pengelolaan limbah radioaktif untuk diolah sebagai limbah padat. Filter bekas diolah dengan cara super kompaksi atau kompaksi 2 arah, sehingga reduksi volume yang didapat maksimal. Sedangkan karbon aktif diolah dengan cara insenerasi, dan abu yang ditimbulkan kemudian diimmobilisasi dengan semen. Pada umumnya PLTN 1000 MWe akan melepaskan limbah gas dibawah 10¹⁴ Bq/tahun, dengan perkiraan gas yang mungkin dihasilkan adalah gas mulia, gas yodium dan carbon-14.

Tabel 3. perkiraan timbulnya limbah gas dariPLTN 1000 Mwe.

Filter bekas diolah dengan cara super kompaksi atau kompaksi 2 arah, sehingga reduksi volume yang didapat maksimal. Sedangkan karbon aktif diolah dengan cara insenerasi, dan abu yang ditimbulkan diimmobilisasi dengan semen.

Disposal limbah radioaktif

Sesuai dengan prinsip pengelolaan limbah, maka  penyimpanan akhir (disposal) sebagai bagian ujung belakang dari tahapan pengelolaan limbah radioaktif, bertujuan untuk mengisolasi limbah sehingga tidak terjadi paparan radiasi terhadap manusia dan lingkungan. Tingkat pengisolasian yang diperlukan dapat diperoleh dengan mengimplementasikan berbagai metode penyimpanan akhir, diantaranya dengan model penyimpanan akhir dekat permukaan (near surface disposal = NSD) dan penyimpanan akhir geologi (geological disposal = GD) sebagai pilihan yang umum untuk diterapkan di banyak negara.

Di dalam NSD, fasilitas penyimpanan diletakkan pada atau di bawah permukaan tanah, dengan ketebalan lapisan pelindung beberapa meter. Dalam beberapa kasus lapisan pelindung tersebut bisa mencapai beberapa puluh meter pada tipe fasilitas rock cavern. Fasilitas-fasilitas tersebut dikhususkan untuk limbah aktivitas rendah dan sedang yang tidak mengandung radionuklida berumur panjang.

Fasilitas geological disposal diletakkan pada kedalaman beberapa ratus meter hingga seribu meter di bawah permukaan tanah, sehingga sering disebut juga dengan istilah deep geological diposal. Fasilitas-fasilitas tersebut dikhususkan untuk limbah aktivitas tinggi dan yang mengandung radionuklida berumur panjang

Desain deep geological disposal untuk limbah akivitas tinggi

Contoh near surface disposal untuk limbah aktivitas rendah sampai sedang.

REAKTOR TRIGA

REAKTOR TRIGA

TRIGA adalah sebuah reaktor nuklir tipe kecil yang didesain dan diproduksi oleh General Atomics. Tim pendesain dipimpin oleh seorang ahli fisika bernama Freeman Dyson. TRIGA merupakan singkatan dari Training, Research, Isotopes, General Atomics. TRIGA merupakan reaktor tipe kolam yang dapat dipasang tanpa menggunakan bangunan pengungkung, dan didesain untuk dipergunakan oleh institusi penelitian dan universitas untuk tujuan seperti pendidikan, penelitian komersial swasta, uji tak rusak, dan produksi isotop.

Nama TRIGA sendiri adalah kependekan dari "Training, Research, Isotopes, General Atomics". Reaktor jenis ini sangat populer dan di Asia reaktor ini dimiliki oleh Indonesia , Thailand , Vietnam , Malaysia , Philipina , Korea , Jepang , Taiwan , Bangladesh dan Iran.

Reaktor TRIGA menggunakan bahan bakar Uranium Zirkonium Hidrida (UZrH), yang memiliki koefisien reaktivitas negative yang sangat besar, yang artinya ketika suhu inti meningkat, maka reaktivitas akan menurun dengan cepat. Sehingga sangat kecil kemungkinan terjadinya proses pelelehan nuklir. TRIGA didesain untuk menggunakan bahan bakar uranium dengan pengayaan tinggi, tetapi pada tahun 1978 US-DOE mengeluarkan program Pengurangan Pengayaan untuk Reaktor Riset Uji, yang melahirkan konversi reaktor menjadi bahan bakar uranium pengayaan rendah.

TRIGA dibangun untuk menjadi reaktor, menurut Frederic de Hoffman, pimpinan General Atomics, didesain sehingga "akan tetap aman walaupun dioperasikan oleh mahasiswa muda". Edward Teller mengepalai sebuah grup para fisikawan muda di San Diego pada musim panas 1956 untuk mendesain sebuah reaktor yang secara desain tidak dapat mengalami pelelehan nuklir. Sebagian besar desain merupakan saran dari Freeman Dyson. Prototipe reaktor nuklir TRIGA (TRIGA Mark I) dibangun (commissioning) pada 3 Mei 1958 di San Diego dan dioperasikan sampai tahun 1997. Reaktor ini dijadikan sebagai salah satu landmark sejarah nuklir oleh American Nuclear Society.

Mark II, Mark III dan varian lainnya dari desain TRIGA telah banyak diproduksi, dan sudah 35 reaktor TRIGA telah dipasang di seluruh Amerika Serikat. Selanjutnya 35 reaktor lainnya telah dipasang diseluruh dunia. Sebagian besar pembangunan reaktor ini merupakan kebijakan Atom untuk damai yang dikeluarkan oleh Presiden Eisenhower pada tahun 1953, dalam rangka untuk memajukan fisika nuklir di dunia. Sehingga, reaktor TRIGA dapat ditemukan di Negara-negara seperti Austria, Bangladesh, Brazil, Congo, Colombia, Finlandia, Jerman, Indonesia, Italia, Jepang, Malaysia, Meksiko, Filipina, Puerto Rico, Slovenia, dan Vietnam.

Reaktor Nuklir di Indonesia

Reaktor Nuklir di Indonesia

 

2008 Nov 03, 12:16: pm

Markus Wauran

Pengembangan dan pengaplikasian teknologi nuklir di Indonesia diawali dengan pembentukan Panitia Negara untuk penyelidikan Radioaktivitet pada 1954. Panitia Negara bertugas menyelidiki kemungkinan adanya jatuhan radioaktif dari uji coba senjata nuklir di Lautan Pasifik yang dilakukan oleh ne- gara-negara maju.

Dengan memperhatikan perkembangan pendayagunaan dan pemanfaatan tenaga atom bagi kesejahteraan masyarakat maka melalui Peraturan Pemerintah No 65 Tahun 1958 pada 5 Desember 1958 dibentuk Dewan Tenaga Atom dan Lembaga Tenaga Atom (LTA), yang kemudian disempurnakan menjadi Badan Tenaga Atom Nasional (Batan), berdasarkan UU No 31 Tahun 1964 tentang Ketentuan-ketentuan Pokok Tenaga Atom. Di sisi lain, pada 1957, Indonesia menjadi AnggotaIAEA (International Atomic Energy Agency).

Dengan perubahan paradigma, pada 1997 ditetapkan UU No 10 tentang Ketenaganukliran di mana antara lain diatur pemisahan unsur pelaksana kegiatan pemanfaatan tenaga nuklir (Batan) dan Badan Pengawas Tenaga Nuklir (Bapeten), di samping ditetapkan perlunya dibentuk Majelis Pertimbangan Tenaga Nuklir. Di sisi lain, dengan UU tersebut nama Batan disesuaikan menjadi Badan Tenaga Nuklir Nasional. Tanggal 5 Desember ditetapkan sebagai hari jadi Batan, yang merupakan tanggal bersejarah bagi perkembangan teknologi nuklir di Indonesia.

Bertolak dari ketentuan awal itu, untuk lebih meningkatkan penguasaan di bidang iptek nuklir, pada 1965 diresmikan pengoperasian reaktor atom pertama dengan nama Triga Mark II di Bandung, Pusat Penelitian Tenaga Atom Pasar Jumat, Jakarta, pada 1966, Reaktor Atom Kartini di Yogyakarta 1967, dan terakhir Reaktor Atom Siwabessy di Serpong 1987.

Reaktor Triga Mark II memiliki daya 250 kW pada 1965, ditingkatkan menjadi 1.000 kW pada 1971, dan terakhir menjadi 2.000 kW pada 2000. Reaktor tersebut merupakan salah satu fasilitas dari kawasan nuklir Bandung yang menempati lahan sekitar 3 ha. Di kawasan ini terdapat Pusat Teknologi Bahan dan Radiometri. Kegiatan di sana meliputi pendayagunaan reaktor untuk penelitian dan pembinaan keahlian, litbang bahan dasar, radioisotop dan senyawa bertanda, instrumentasi dan teknik analisis radiometri, pengawasan keselamatan kerja terhadap radiasi dan lingkungan, serta pelayanan kedokteran nuklir.

Fasilitas lain yang terdapat di kawasan itu adalah laboratorium fisika, kimia, dan biologi, produksi isotop dan senyawa bertanda, dan klinik kedokteran nuklir pertama di Indonesia sebagai embrio berdirinya Unit Kedokteran Nuklir di Rumah Sakit Hasan Sadikin, Bandung.

Kawasan Nuklir

Reaktor Kartini memiliki daya 100 kW dan terletak di kawasan nuklir Yogyakarta dengan luas lahan sekitar 8,5 ha. Di samping Reaktor Kartini, kawasan ini juga memiliki fasilitas perangkat subkritik, laboratorium penelitian bahan murni, akselerator, laboratorium penelitian D2O, laboratorium fisika dan kimia nuklir, fasilitas keselamatan kerja dan kesehatan, perpustakaan, fasilitas laboratorium untuk pendidikan, Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, serta Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir (STTN).

Kawasan Nuklir Pasar Jumat Jakarta dibangun pada 1966 di atas lahan sekitar 20 ha. Di kawasan ini terdapat beberapa fasilitas, yaitu tiga unit Iradiator Gamma (y) kobalt-60, 2 mesin berkas elektron, laboratorium pengolahan uranium, perangkat alat ukur radiasi, laboratorium kimia, biologi, proses dan hidrologi, fasilitas pendidikan dan latihan, serta Gedung Peragaan Sains dan Teknologi Nuklir (Perasten).

Di kawasan ini terdapat beberapa unit organisasi Batan, seperti: Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi, Pusat Pengembangan Geologi Nuklir, Pusat Pendidikan dan Pelatihan serta Pusat Diseminasi Iptek Nuklir. Berbagai kegiatan penelitian dilakukan di kawasan ini, yang meliputi litbang radioisotop dan radiasi serta aplikasinya di berbagai bidang, litbang eksplorasi dan pengolahan bahan nuklir, geologi dan geofisika, litbang keselamatan radiasi dan biomedika nuklir, pendidikan dan pelatihan serta kegiatan sosialisasi dan diseminasi hasil Litbangyasa Iptek Nuklir kepada masyarakat yang dilakukan Batan.

Reaktor Siwabessy dengan daya 30 MW terletak di kawasan nuklir Serpong, Provinsi Banten, dengan luas lahan sekitar 25 ha. Kawasan Nuklir Serpong adalah pusat Litbangyasa Iptek Nuklir yang dibangun dengan tujuan untuk mendukung usaha pengembangan industri nuklir dan persiapan pembangunan serta pengoperasian PLTN di Indonesia. Pembangunan instalasi dan laboratorium Kawasan Nuklir Serpong dilaksanakan melalui tiga fase yang dimulai sejak 1983 dan selesai secara keseluruhan 1992. Kawasan Nuklir Serpong terletak di kawasan Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (Puspitek).

Selain fasilitas utama Reaktor Siwabessy, di kawasan nuklir Serpong terdapat beberapa fasilitas utama lainnya, seperti Instalasi Produksi Elemen Bakar Reaktor Riset, Instalasi Radioisotop dan Radiofarmaka, Instalasi Elemen Bakar Eksperimental, Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif, Instalasi Radiometalurgi, Instalasi Keselamatan dan Keteknikan Reaktor, Fasilitas Pengembangan Informatika, Instalasi Mekano Elektronik Nuklir, Instalasi Spektometri Neutron, serta Instalasi Penyimpanan Elemen Bakar Bekas dan bahan Terkontaminasi

Catatan Penting

Sejak berfungsinya empat kawasan nuklir dengan berbagai fasilitas termasuk tiga reaktor nuklir melalui berbagai kegiatan penelitian, pengembangan dan pemanfaatan iptek nuklir termasuk pembangunan SDM yang menguasai iptek nuklir, maka beberapa catatan penting dan mendasar perlu dikemukakan.

Pertama, kepemimpinan Batan dari masa ke-masa secara signifikan mampu membangun berbagai fasilitas teknologi nuklir termasuk reaktor nuklir yang menghasilkan berbagai kegiatan untuk penelitian, pengembangan dan pemanfaatan teknologi nuklir

Kedua,pemanfaatan teknologi nuklir dari reaktor nuklir dan fasilitas perangkat nuklir lainnya telah dirasakan masyarakat secara luas, meliputi bidang pertanian, peternakan, industri, kesehatan dan kedokteran, hidrologi, rekayasa dan konstruksi, dan lainnya.

Ketiga, para operator reaktor nuklir telah menunjukkan prestasi gemilang dalam mengoperasikan reaktor nuklir karena sejak reaktor nuklir pertama, Triga Mark II, berfungsi disusul Reaktor Kartini dan Reaktor Siwabessy tidak pernah terjadi kejadian (evident) atau kecelakaan (accident) sesuai standar INES (International Nuclear Evident Scale) yang mengancam keselamatan manusia dan lingkungan. Ini membuktikan bahwa para operator reaktor nuklir Indonesia memiliki budaya disiplin kerja yang tinggi.

Keempat, melihat kualitas SDM Indonesia yang menguasai iptek nuklir cukup menonjol, pada 1962 seorang tenaga BATAN, Ir Soebekti, direkrut menjadi staf IAEA dan setelah itu para ahli nuklir Indonesia secara bergantian tanpa putus direkrut dan bekerja di-IAEA sampai sekarang.

Kelima, manajemen reaktor nuklir mulai dari pengoperasian, pengawasan, sampai pemeliharaan telah membuktikan diri sebagai orang-orang yang ahli, andal, berpengalaman, berdedikasi total dan berprestasi. Buktinya, Reaktor pertama Triga Mark II yang telah berumur 43 tahun masih beroperasi dengan baik.

Keenam, manajemen pengolahan limbah telah ditangani dengan baik karena sampai saat ini belum pernah terjadi kebocoran atau kecelakaan yang menghebohkan. Di sisi lain, manajemen terbuka untuk diawasi oleh lembaga berwenang baik di dalam negeri (Bapeten) maupun luar negeri (IAEA), sehingga meraih kepercayaan dunia internasional.

Bertolak dari hal-hal tersebut, maka dari segi pengalaman tersedianya SDM yang ahli dan terampil dengan jumlah yang memadai, budaya disiplin kerja yang prima, serta berbagai perangkat fasilitas teknologi nuklir, Indonesia telah sangat siap untuk membangun dan mengoperasikan PLTN. Yang kita butuhkan hanya dukungan dana (dalam dan luar negeri), serta desain dan konstruksi dari negara-negara maju yang berpengalaman.

Penulis adalah anggota Himpunan Masyarakat Nuklir Indonesia dan anggota DPR/MPR periode 1987-1999.