PERTIMBANGAN DALAM PEMBUATAN RANCANGAN FASILITAS
PENYIMPANAN LIMBAH RADIOAKTIF DEKAT PERMUKAAN
.
Dewi Susilowati
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
ABSTRAK
PERTIMBANGAN DALAM PEMBUATAN RANCANGAN FASILITAS PENYIMPANAN LIMBAH RADIOAKTIF DEKAT PERMUKAAN. penyimpanan limbah radioaktif perlu dilakukan
secara baik dan serius, dengan tujuan melindungi manusia dan lingkungan dari bahaya terlepasnya radionuklida maupun kontaminan kebiosper saat ini dan dimasa yang akan datang tanpa membebani generasi yang akan datang. Perancangan fasilitas penyimpanan limbah radioaktif dekat permukaan menggunakan berbagai parameter diantaranya adalah ; karakteristik limbah, karakteristik tapak, struktur penghalang dan pertimbangan operasional maupun pasca operasional. Fasilitas penyimpanan limbah dekat permukaan secara garis besar harus memenuhi prinsip keselamatan yang sudah baku dan memiliki lisensi secara internasional.
ABSTRACT
CONSIDERATION OF DESIGN OF NEAR SURFACE RADIOACTIVE WASTE DISPOSAL FACILITY. The disposal of radioactive waste needs to be done in serious and better way,
aiming to protect humans and environment from radionuclides releases and contaminants to the biosphere now and in the future without imposing undue burdens on the feture generations. The design of near surface radioactive waste disposal facility uses several parameters, including : waste characteristics, site characteristics, barrier structures, operational and post operational consideration. Near surface radioactive waste disposal facility generally is obliged to fulfill standard safety principals and gain international licenses. PENDAHULUAN
Badan Tenaga Nuklir Internasional (IAEA) sejak awal berupaya secara intensif membantu negara negara anggotanya dalam aspek pengelolaan limbah radioaktif, terutama dalam penyimpanan limbah radioaktif tingkat rendah dan sedang. Semua tujuan dan gambaran pokok termasuk persyaratan teknik dan proses untuk perancangan sebuah fasilitas penyimpanan limbah radioaktif dekat permukaan selalu melalui diskusi dalam symposium dan hasilnya dalam bentuk dokumen teknik akan diterbitkan oleh IAEA. Banyak dokumen teknik bersifat umum maupun spesifik bertema penyimpanan limbah radioaktf telah diterbitkan oleh IAEA , termasuk tentang keselamatan dan teknologi pengelolaan limbah radioaktif. Klasifikasi limbah radioaktif terdapat didalam buku Draft safety
guide NO.DS 390 terbitan IAEA. Untuk
limbah radioaktif tingkat empt waste (EW)
aktifitasnya tidak boleh melebihi 10 μSV/m3,
untuk limbah radioaktif tingkat sedang kurang dari 2 mSV/j dan untuk tingkat tinggi antara 10 4 -106 TBq/l. [1]. Limbah radioaktif
dengan aktivitas rendah dan sedang biasanya dipisahkan dengan melihat umur paruhnya, yaitu tidak lebih dari 30 tahun.
Radionuklida-radionuklida yang berumur paruh pendek biasanya disimpan didalam fasilitas penyimpanan limbah dekat permukaan, sementara untuk limbah dengan kandungan radionuklida umur paruh panjang seperti sumber alfa disarankan dibuang/disimpan dalam fasilitas penyimpanan tanah dalam (geological disposal). Limbah radioaktif timbul dari aktifitas nuklir, penggunaan radionuklida untuk kedokteran, industri dan riset riset jangka pendek maupun panjang di pusat nuklir juga di PLTN. Semua limbah yang dihasilkan akan terakumulsi dan akan selalu bertambah dari waktu ke waktu, sehingga perlu pengembangan teknologi guna meyakinkan bahwa fasilitas penyimpanan yang dirancangan dan dibangun sudah layak digunakan untuk fasilitas penyimpanan limbah radioaktif. Pemilihan berbagai tempat penyimpanan biasanya dari mengidentifikasi limbah radioaktifnya, seperti tingkat rendah dan sedang disimpan dalam fasilitas penyimpanan dekat permukaan dengan berbagai variasi penghalang rekayasa, untuk limbah tingkat tinggi disimpan dalam formasi geologi dengan penghalang alami.
Secara menyeluruh tujuan dan tampilan esensinya mencakup kebutuhan teknis dan proses, yang akan digunakan untuk merancang fasilitas penyimpanan limbah radioaktif dekat permukaan yang biasanya dibahas berdasarkan makalah-makalah yang sudah dipublikasikan sebelumnya Titik beratnya adalah pada aspek yang terintegrasi dari kebutuhan sebuah rancangan, ditinjau dari fungsi dan karakteristik limbah, tapak dan struktur penghalang, juga memperhitungkan aktivitas implementasi tempat penyimpanan yang mencakup ; konstruksi, operasi penutupan dan kontrol pasca penutupan. Juga banyaknya tingkat pengulangan dari proses rancangan dihubungkan dengan penentuan/pemilihan tapak, karakteristik limbah dan penjelasan tentang pengkajian keselamatan. Perancang diharapkan menelaah keseluruhan system penanganan limbah, memastikan bahwa pengaturan dan kebutuhan operasional dilakukan diawal proses, dan identifikasi serta perhitungan semua data maupun parameter dilakukan secepat mungkin untuk menghasilkan rancangan akhir.
PRINSIP DAN TUJUAN RANCANGAN Tujuan manajemen limbah adalah untuk menangani limbah radioaktif dengan maksud melindungi manusia dan lingkungan saat ini dan dimasa yang akan datang tanpa membebani generasi yang akan datang[2]. Keselamatan fasilitas penyimpanan limbah radioaktif bergantung dari beberapa aplikasi yang memadai, meliputi beberapa tipe tindakan perlindungan termasuk penghalang ganda, prosedur jaminan mutu dan kontrol administrasi untuk mencegah terlepasnya material radioaktif.
Tujuan utama dalam merancang fasilitas penyimpanan limbah radioaktif adalah : - Membatasi lepasnya radionuklida atau
kontaminan kebiosfer
- Meminimalisasi paparan radiasi ke para pekerja dan ke masyarakat (prinsip ALARA) dan
- Meminimalisasi pemeliharaan selama
pasca penutupan.
Tujuan-tujuan tersebut dapat tercapai dengan melakukan proteksi dan memilih komponen-komponen teknis yang layak dan tepat, seperti pemilihan kemasan limbah, pemilihan tapak, pemilihan struktur penghalang atau kombinasi dari hal tersebut di atas. Rancangan juga harus
memperhitungkan kegiatan-kegiatan operasional dan pasca operasional mencakup : fase konstruksi, operasi, penutupan dan kontrol pasca penutupan, juga sistem unjuk kerja fasilitas yang terintegrasi. Aspek-aspek ini diwujudkan sebagai persyaratan rancangan dalam langkah selanjutnya.
Pendekatan konsep rancangan harus selalu bergantung sepenuhnya pada keadaan negara yang bersangkutan. Apabila tapak telah siap dirancang, karakteristik tapak telah diketahui, maka akan menjadi masukan untuk konsep unjuk kerja selanjutnya. Jika tapak belum terpilih, konsep rancangan fasilitas penyimpanan limbah dibuat untuk menetapkan kebutuhan dalam pemilihan tapak yang memenuhi kriteria yang dapat dipergunakan. Konsep terpilih untuk fasilitas penyimpanan limbah dekat permukaan dapat berada diatas atau dibawah tanah, diatas atau dibawah lapisan air tanah dan dengan atau tanpa struktur penghalang. Dalam beberapa kasus, optimasi akan dimulai dari kombinasi beberapa tapak dan rancangan yang memungkinkan untuk menetapkan solusi yang dapat diterima.
Dalam perancangan peranan kemasan limbah dan struktur penghalang dapat dipisahkan. Sebagai contoh limbah dapat dikemas secara pabrikan untuk memastikan radionuklida dapat tertahan dan mempunyai ketahanan stabilitas mekanik yang sesuai dengan waktu yang ditentukan, berkaitan dengan perlindungan adanya infiltrasi air maupun campur tangan manusia yang tidak disengaja. Dalam kasus ini peranan struktur penghalang adalah untuk menjadi penghalang ganda untuk memastikan bahwa proteksi pada limbah tetap terjaga sampai pada tingkatan bahaya yang berkaitan dengan radioaktivitas yang dapat diterima.
Perancangan fasilitas penyimpanan limbah radioaktif dekat permukaan melalui beberapa tahapan dan berkelanjutan(siklus tertutup), dan mestinya juga dapat dikembangkan sehubungan dengan pemilihan tapak, karakterisasi limbah dan unjuk kerja. Proses ini memungkinkan perancang memodifikasi rancangan fasilitas penyimpanan, mengoptimalkan sistem, mencapai keberhasilan sesuai dengan yang dipersyaratkan atau mengurangi biaya sementara pemeliharaan pada tingkat yang diharuskan cukup aman.
Pada program jaminan mutu secara umum memiliki fungsi kontrol terhadap
rancangan dan harus diterapkan pada semua tahap aktifitas rancangan. Program jaminan mutu harus dapat memastikan bahwa kebutuhan rancangan secara teknis telah ditetapkan. Untuk aktivitas pengumpulan data, unjuk kerja yang termasuk dalam rancangan, konstruksi, komisioning, operasi, kontrol penutupan dan pasca penutupan. Secara khusus proses rancangan harus memerinci tingkat jaminan mutu yang layak saat konstruksi, saat awal dan komisioning pada berbagai sistem dan komponen terutama pada penghalang buatan. Penetapan program jaminan mutu juga berguna untuk memperoleh pengakuan masyarakat pada fasilitas penyimpanan yang diusulkan. Diagram proses rancangan, Fasilitas penyimpanan limbah radioaktif ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1: Diagram proses rancangan, Fasilitas penyimpanan limbah radioaktif[3]
PERSYARATAN RANCANGAN
Dalam suatu rancangan, petunjuk dibuat dengan mengikuti persyaratan yang secara garis besar menggambarkan maksud dasar dari sebuah fasilitas penyimpanan :
- Kesesuaian dengan prinsip
keselamatan yang sudah baku
- Kemampuan menangani limbah
yang akan ditimbulkan
- Kesesuaian dengan karakteristik
tapak
Syarat suatu rancangan harus dapat menjadi panduan, ditunjukan dengan unjuk kerja keberhasilan.
1. Karakteristik limbah
Data dasar mengenai kuantitas limbah harus dim iliki pada kemasan limbah, yang nantinya akan dibutuhkan untuk proses rancangan. Spesifikasi kuantitas limbah harus mencakup baik jumlah total limbah dan limbah yang dihasilkan dalam kurun waktu tertentu. Spesifikasi terkait pada bentuk akhir limbah, termasuk identifikasi radionuklida utama dan kontaminasi penting yang lain, sejauh bersifat fisika, kimia, mekanik dan radioaktif. Ukuran dan berat limbah dalam kemasan dapat dimasukkan sebagai data tambahan dalam rancangan.
Kriteria khusus fasilitas limbah yang lebih baik terus dikembangkan melalui proses rancangan yang digunakan sebagai penilaian unjuk kerja. Hal ini diperlukan untuk mengatur batas aktivitas keduanya yaitu limbahnya sendiri dan keadaan dalam fasilitas. Pada keseluruhan sistem managemen limbah, harus mempunyai kemampuan untk menelaah sifat dan besarnya radioaktivitas yang timbul didalam limbah. Prinsip dan syarat desain Desain konsep .i lim nventori bah Karakt. tapak gn Konsep pengkajia n unjuk kerja Implementasi Lisensi, konst opr, pentpan, pasc pentpan Desain dasar Peng-kajian unjuk kerja Detail desain Karakt mbah Karakt. pak sp li Ta
Hal-hal yang dapat digunakan sebagai dasar untuk merancang wadah limbah:
- Aktivitas radionuklida total dan/atau radionuklida spesifik
- Asal dan sifat kandungan bahan
(seperti: bahan beracun) yang dapat berpengaruh pada pemilihan elemen-elemen rancangan atau penempatan paket limbah
- Laju dosis
- Dimensi-dimensi fisik atau berat yang dapat mengakibatkan perbedaan sistem penanganan
- Kebutuhan perlakuan atau
pengkondisian tambahan; dan - Tipe wadah (seperti: perbedaan pada
jenis-jenis bahan urug yang digunakan, bergantung pada ketahanan wadah dari paket limbah) 2. Karakteristik tapak
Konsep teknologi terakhir yang dipilih untuk penyimpanan harus sudah diperhitungkan kesesuaiannya dengan karakteristik tapak seperti :
- Kesediaan infrastruktur (seperti: transportasi)
- Keadaan geografis (seperti:
topografi,klimatologi, dan hidrologi permukaan)
- Keadaan geologi (seperti: struktur tanah, geomekanik, seismic)
- Keadaan hidrogeologi dan geokimia (seperti : permeabilitas, pola aliran air tanah, sifat kimia air) dan
- Keadaan geologi yang mudah
terpengaruh oleh adanya degradasi komponen-komponen sistem fasilitas penyimpanan/penyimpanan Perancang berperan, sesuai prinsip penghalang ganda, hal ini untuk mengimbangi beberapa karakter spesifik tapak dengan solusi-solusi teknik yang tepat berdasarkan pemahaman terhadap efek-efek yang berkaitan dengan parameter-parameter fisika dan kimia dalam sistem penyimpanan. Rancangan dapat memperhitungkan, menggunakan unjuk kerja sebagai alat. Ketidak tetapan pada beberapa parameter tapak dapat mempengaruhi tingkat keselamatan yang diinginkan secara signifikan selama periode pengawasan.
3. Penghalang rekayasa
Dengan tujuan membatasi lepasnya kontaminan-kontaminan ke biosfer, dan untuk memberi perlindungan pada pekerja terhadap paparan radiasi selama operasional dan penutupan , dapat dirancang penghalang rekayasa untuk :
- Meminimalkan lepasnya
radionuklida-radionuklida dari atau melalui beberapa penghalang lain. - Membatasi infiltrasi air
- Mengontrol infiltrasi air dengan membuat saluran air yang dapat dikontrol
- Menyiapkan mekanisme untuk
mengusir gas-gas yang dihasilkan di dalam fasilitas
- Melindungi paket limbah dari
degradasi
- Menampung dan mengalirkan
rembesan air untuk pemonitoran dan/atau pengkondisian
- Menyiapkan tatanan yang stabil untuk jangka panjang
- Kontrol erosi permukaan
- Menyiapkan kondisi kimiawi pada tapak dekat permukaan untuk
meminimalkan laju pelepasan radionuklida; dan
- Meminimalkan kemungkinan
adanya intrusi
Pembatasan terlepasnya kontaminan
dapat disiasati dengan cara memasang beberapa jenis penghalang seperti: matrik limbah sendiri, paket limbah, overpack, jaket/pelapisan, penyekat yang ditata berlapis, injeksi, pelapisan dan bahan penyangga.
Dalam pemilihan struktur dan material penghalang sangat penting dipertimbangkan hal-hal tersebut dibawah ini agar menjaga keawetan fasilitas penyimpanan dalam jangka waktu lama pada lingkungan tapak yang spesifik, yaitu :
- Sifat pelindihan, korosi, dan daya tahan terhadap erosi
- Daya tahan terhadap degradasi
mikro organisme
- Daya tahan terhadap radiasi (bila perlu)
- Daya tahan terhadap beban mekanis dan panas
- Daya tahan terhadap suhu
pembekuan dan pencairan
Spesifikasi stabilitas struktural dari fasilitas akan memerlukan beberapa faktor kepatutan seperti adanya data geoteknis lapangan dan adanya beton bertulang sebagai pendukung pada bagian bawah permukaan fasilitas. Penggunaan konstruksi pejal apa pun akan selalu berhubungan dengan reduksi medan radiasi eksternal secara signifikan di sekitarnya.
Keberadaan yang diharapkan dari penghalang-penghalang ini harus didefinisikan dalam hubungannya dengan persyaratan umum, sehingga pedoman-pedoman kuantitatif dapat diberikan pada unjuk kerja di awal tahapan. Umpan balik dari unjuk kerja tersebut akan menjadi penting dalam menentukan area-area dimana perubahan kinerja diperlukan. Dalam bagian ini, beberapa petunjuk standar dapat dispesifikasikan sebagai rancangan bantu. Sebagai contoh, kontainer tidak boleh terdegradasi selama penyimpanan sementara (interim storage) atau sebelum mereka diurug, dan sistem ventilasi gas dan penghalang intrusi harus dalam keadaan utuh selama kurun waktu pelepasan gas atau konsekuensi terjadinya intrusi harus signifikan.
4. Pertimbangan operasional dan pasca-operasional
Untuk tahap konstruksi, perancang harus sudah memperhitungkan informasi berkaitan dengan :
- Prosedur konstruksi
- Pemilihan material untuk konstruksi dan komponen-komponennya (seperti; tipe semen, agregat) ditinjau dari ketahanannya
- Ketersediaan material
- Kemungkinan kebutuhan tempat
penyimpanan tidak tetap yang mungkin memerlukan kontrol selanjutnya.
- Servis dan kebutuhan penunjang
selama konstruksi(seperti; energi) Untuk biaya dan hal-hal lain, kemungkinan pendekatan konstruksi bertahap layak dipertimbangkan.
Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan dalam hubungannya dengan rancangan pada periode operasional, selama paket limbah ada dalam fasilitas penyimpanan, termasuk :
- Proteksi radiasi dan monitoring
untuk pekerja
- Proteksi radiasi untuk masyarakat awam dan monitoring kemungkinan terlepasnya radionuklida
- Keselamatan dan kesehatan pegawai - Perlindungan terhadap lingkungan
(seperti; terlepasnya cairan dan efluen gas)
- Pengangkutan (di lapangan)
- penyimpanan sementara untuk
mendukung operasi atau selama peluruhan berlangsung.
- Verifikasi atau inspeksi paket
limbah
- Identifikasi dan pelacakan paket limbah, dan pencatatan pada kecenderungan adanya aktivitas
- Optimasi peletakan paket-paket
limbah (seperti: sesuai tipe, laju dosis, ketahanan, ukuran) dengan maksud untuk meminimalkan penggunaan ruang maupun dampak adanya radiasi.
- Perlindungan terhadap paket limbah dari hujan selama operasi
- Kebutuhan untuk penyimpanan
selama tahap operasi dan kontrolnya
- Perawatan sebagai pencegahan dan perbaikan beton atau preparasi material bahan urug lainnya
- Fasilitas pengkondisian limbah
tambahan, bila perlu
- Perlindungan terhadap kebakaran
(tergantung pada jenis material dalam paket limbah, atau dalam bahan urug)
- Perlindungan fisik (seperti; pagar)
- Kemungkinan adanya
dekontaminasi pada paket limbah maupun kendaraan pengangkut - Fasilitas untuk dekontaminasi dan
penyimpanan arsip
- Kemampuan untuk analisis kimia
radiasi (termasuk atau tidak termasuk sebagai bagian dari fasilitas)
- Sistem pendukung (air, energi,
saluran buangan, pemanas, ventilasi, alat komunikasi)
- Transportasi untuk pekerja dan
material konstruksi, pengurugan atau aktivitas lain di lapangan.
- Penyesuaian operasi dengan
kegiatan konstruksi dalam kasus konstruksi bertahap
- Penyesuaian dengan pengurugan
atau proses penutupan jika hal ini harus diselesaikan selama operasi - Penentuan jumlah staf operasi tahap
awal untuk memenuhi rancangan yang diijinkan untuk pembuatan fasilitas kantor dan ruang ganti. Pada banyak kejadian rancangan rinci pada akhir penutupan hanya akan terjadi dekat dengan akhir periode operasional, yang bisa memakan waktu satu dasawarsa setelah rancangan preoperasional. Meskipun begitu, kemungkinan penutupan harus ditunjukkan selama tahap perincian rancangan. Hal-hal utama yang harus dipertimbangkan dalam rancangan penutupan adalah :
- Stabilitas yang dapat menjangkau keseluruhan periode masa berlakunya fasilitas
- Ketahanan terhadap erosi
(kemungkinan dapat terjadi pada fasilitas yang ditempatkan pada permukaan tanah; akibat dari vegetasi, retakan bebatuan, dan kemiringan)
- Minimalisasi rembesan air atau aliran air yang melalui unit penyimpanan
- Pengalihan air ke sistem buangan dan kontrol terhadap air
- Kesesuaian material yang digunakan pada penutupan dengan ketahanan penghalang rekayasa lain yang akan digunakan selanjutnya.
- Tahan terhadap siklus pembekuan-pencairan
- Dokumentasi dan pencatatan,
khususnya pada inventori dan distribusi radioaktivitas
- Penghalang intrusi - Tanda-tanda bahaya
- Dekomisioning fasilitas bantu - Kebutuhan akan zona penyangga - Kebutuhan akan ventilasi gas.
Kebutuhan-kebutuhan khusus untuk kontrol pasca-penutupan mungkin tidak tersedia selama tahap rancangan. Dalam situasi ini, perancang dapat berasumsi bahwa kebutuhan-kebutuhan berkaitan dengan perpanjangan periode kontrol dari pihak berwenang, monitoring dst dapat diperhitungkan sebagai hasil kerja atau sebagai pengkajian keselamatan.
5. Pengkajian unjuk kerja
Pengkajian unjuk kerja dibuat untuk memprediksi keadaan fasilitas penyimpanan secara menyeluruh atau sebagai penyempurna sistem komponen, dengan cara membandingkan hasil kerja dengan standar yang tersedia atau kriteria yang ada. Mengingat ini fasilitas penyimpanan limbah radioaktif, setiap kriteria secara menyeluruh dihubungkan dengan dampak radiologinya walaupun dalam segi keselamatan dengan tolok ukur berbeda sudah dapat diterima. Dalam hubungan ini, pengkajian unjuk kerja dapat disejajarkan dengan pengkajian keselamatan.
Pengkajian unjuk kerja dalam proses perancangan harus mencakup dua hal yaitu keselamatan saat operasional dan pasca operasional. Secara menyeluruh kerangka kerja tentang pengkajian unjuk kerja pasca operasional mencakup beberapa poin yang diulang dan pengulangan beberapa elemen terutama pada pengembangan skenario
(seperti ; data aliran air bawah tanah, migrasi gas, campur tangan manusia dan adanya peristiwa bencana alam), tanggung jawab menganalisa , analisa tak pasti dan analisa kepekaan, juga perbandingan hasil kerja dengan standar atau kriteria yang tersedia. KESIMPULAN
Kegiatan perancangan mempunyai peranan yang cukup penting dalam keberhasilan membangun sebuah fasilitas penyimpanan limbah radioaktif. Peran sebuah desain harus dapat memperhitungkan semua hal dalam sebuah sistem pengelolaan limbah, diantaranya adalah faktor keselamatan, jaminan mutu, strategi jangka panjang Konsep desain keselamatan fasilitas harus dapat meyakinkan semua pihak dengan cara melakukan pengkajian unjuk kerja atau pengkajian keselamatan. Mengacu ketentuan diatas, Indonesia sudah dapat melakukan perencanaan suatu konsep awal perancangan fasilitas penyimpanan limbah radioaktif dekat permukaan tentunya dengan terlebih dahulu mempelajari dan melakukan kajian factor –faktor yang dipersyaratkan untuk sebuah rancangan fasilitas penyimpanan limbah dan juga harus disesuaikan dengan kondisi alam di Indonesia .
DAFTAR PUSTAKA
1. IAEA, Classification of Radioactive Waste,Draft Safety Guide No. DS 390, Safety Standards Series , IAEA- Vienna, 2006.
2. IAEA, Near Surface Disposal of Radioactive Waste, RADWASS Safety Standard, Safety Series No. 111-S-3, IAEA- Vienna, 1995
3. Heinonen. J, “Near Surface Disposal of Low and Intermediate Level Waste’, Devision of Nuclear Power Waste Technology Section, IAEA, Cumbria-UK, 1996
4. IAEA, Review of Available option for Low Level Radioactive Waste Disposal , IAEA-TECDOC-661, IAEA-Vienna, 1992.
