ilasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 155N 0852 - 2979
SKENARIO LEPASAN RADIONUKLIDA DARI HASIL IMOBILISASI LlMBAH PAD A
PENYIMPANAN LlMBAH LESTARI DE KAT PERMUKAAN
Winduwati. S, Wayan BW
Pusat Teknologi Limbah RAdioaktif, BATAN
ABSTRAK
SKENARIO LEPASAN RADIONUKLIDA DARI HASIL IMOBILISASI LlMBAH PADA PENYIMPANAN LlMBAH LESTARI DEKAT PERMUKAAN. Aspek lepasan radionuklida dari hasil imobilisasi Limbah pada penyimpanan limbah dimulai dari fenomena lepasan dari hasil imobilisasi limbah. Fenomena pelepasan radionuklida ini harus dipahami sedemikian sehingga dapat digunakan untuk pencegahan lepasan radionuklida ke lingkungan. Parameter yang menentukan pada pelepasan radionuklida ini telah banyak diteliti dan perlu adanya perbandingan kondisi hasil penelitian yang dapat digunakan dalam pengambilan kebijakan untuk penyimpanan yang sesuai dengan lokasi yang tersedia. Berbagai skenario pelepasan tahap awal perlu dilakukan, untuk memperoleh opsi data dengan kesesuaian penyimpanan. Data ini digunakan sebagai dasar masukan pad a kajian lain dan sebagai masukan untuk penelitian lanjutan. Hasil dari kegiatan penelitian ini adalah beberapa gambaran pelepasan awal radionuklida dari hasil imobilisasi dengan berbagai macam komposisi kandungan dan bahan pengungkung. Pencapaian hasil dilakukan dengan menggunakan metoda analisis komparasi dan inferensi.
ABSTRACT
ASPECT OF RADIONUCLIDES DISCHARGE FROM WASTE IMMOBILIZATION PRODUCT ON THE NEAR SURFACE DISPOSAL. Aspect of radionuclides discharge from waste immobilization product on the waste disposal is begun from discharge phenomena from waste immobilization product. The radionuclide discharge phenomena should be understood so that it could be utilized for prevention of radio nuclide discharge to environment. The parameters determining on radionuclide discharge was often investigated and it need to presence the comparison of experimental condition that can be used in policy making for storage in accord with the location available. Various of early stage discharge scenarios are necessary to be done to obtained the data option with storage conformity. This data are used as input basic on other study and as input on the continued investigation. The result of this investigation activities are several early discharge illustration of radionuclides from the waste immobilization product with various of content of composition and matrix material. Product achievement is done to with use of comparison and inversion analysis method.
PENDAHULUAN
Limbah radioaktif sebagai hasil dari kegiatan aplikasi iptek nuklir harus dikelola dengan baik dan teratur untuk mencapai standar dan prinsip-prinsip keamanan internasional. Tujuan penyimpanan lestari limbah radioaktif adalah untuk mengisolasi limbah sehingga tidak ada akibat paparan radiasi terhadap manusia dan lingkungan. Untuk itu diperlukan adanya suatu fasilitas penyimpanan limbah radioaktif. Penyimpanan limbah tanah dangkal diperuntukan pad a penyimpanan limbah dengan kandungan radioaktif rendah dari hasil imobilisasi. Bahan imobilisasi yang digunakan umumnya adalah semen. Pemanfaatan matriks semen untuk imobilisasi limbah cair aktivitas rendah dan menengah mempunyai keuntungan yang besar dibandingkan dengan matriks jenis lain, karena kemampuannya mengungkung limbah yang baik dan stabil terhadap
Hasi/ Pene/ilian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979
penyimpanan dalam formasi geologi akan terjadi interaksi antara semen dan air tanah yang sangat dimungkinkan terjadi dan selanjutnya mengakibatkan pelepasan dari sejumlah radionuklida yang dikandungnya demikian juga terhadap elemen matriks itu sendiri. Penelitian tentang proses sementasi telah banyak dilakukan dengan variasi kandungan limbah dan bahan adititif. Hasil optimasi ini dalam proses penyimpanan harus ditentukan dimensi yang optimal sedemikian sehingga penyimpanan limbah efisien. Efisiensi sistem penyimpanan limbah ditentukan oleh beberapa parameter diantaranya pelepasan radionuklida, jumlah hasillimbah olahan yang disimpan dan ketahanan fisik dari bahan yang disimpan. Beberapa langkah percobaan yang telah dilakukan harus dirangkum sedemikian rupa sehingga data yang telah ada dapat dij adikan bahan masukan pada pengambilan kebijakan. Langkah analisis ini dilakukan secara bertahap sebagaimana disajikan pada paparan rencana kegiatan sebelumnya. Tahapan kegiatan tahun 2006 adalah mempelajari skenario lepasan radionuklida dari hasil imobilisasi. Hal ini penting dilakukan karena banyaknya penelitian yang telah dilakukan untuk karakterisasi imobilisasi limbah yang akan disimpan pada dekat permukaan. Hasil kajian ini perlu difokuskan dalam bentuk skenario awal yang nantinya dapat digunakan secara efektif untuk menuju pada rancang bangun penyimpanan limbah dekat permukaan secara aman dengan satu standar jaminan mutu sesuai dengan ketentuan IAEA. Beberapa faktor yang menentukan skenario pelepasan radionuklida ini diantaranya adalah rasio limbah dan bahan pengungkung, aditif, bentuk, komposisi kimia limbah yang dikungkung, kondisi lingkungan dan lainnya. Pada tahapan ini akan dicapai paparan skenario umum lepasan radionuklida dari berbagai penelitian yang telah dilakukan. Kemudian dari skenario ini akan menjadi masukan untuk kelanjutan penelitian lainnya untuk mencapai sasaran akhir penelitian. Penelitian ini sangat penting karena umumnya hasil penelitian yang tersedia pada pustaka mengacu pada kondisi dan teknologi yang ada di negara yang bersangkutan (umumnya luar negeri). Untuk kondisi Indonesia dengan limbah yang bervariasi menghaslkan limbah hasil olahan yang diimobilisasi berbeda, maka perlu dilakukan penelitian untuk penyesuaian skenario sistem yang berkelanjutan. Langkah yang dilakukan untuk pencapaian tujuan ini adalah dengan model inferensi data dan metode lainnya.
Pola dasar skenario awal pelepasan radionuklida dari hasil imobilisasi timbulan limbah dengan berbagai aspek teknis dan beban limbah yang akan disimpan pada penyimpanan dekat permukaan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan skenario pelepasan radionuklida untuk olahan timbulan limbah di Indonesia sebagai masukan untuk penelitian selanjutnya.
Hasi/ Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahlln 2006 ISSN 0852 -2979
METODE PENELITIAN
Pengumpulan data teknis, inferensi data, anal is is komparasi dan anal is is statistik kualitatatif.
Variabel Penelitian
Variabel dependen (tidak bebas) dalam penelitian ini adalah Y yaitu lepasan radionuklida dimana radionuklida yang terkungkung dalam penyimpanan limbah sesuai dengan harapan tingkat keamanan yang dipersyaratkan. Variabel independen
merupakan varia bel yang mempengaruhi varia bel independen. Dalam hal ini ada lima dimensi dalam kualitas pengungkung dan jenis limbah yang mempengaruhi lepasan radionuklida (responsiveness), jaminan mutu (assurance), ketahanan fisik (tanibles), kondisi fisik yang dapat dilihat dari sistem penyimpanan limbah, pengolahan limbah, beban dan ketahanan hasil pengungkungan, perhatian manajemen (empathy), keandalan terkait mutu sistem (reliability). Variabel lain adalah luas permukaan dan kemampuan maksimum daya tampung penyimpanan limbah sedemikian sehingga mampu menampung sebanyak mung kin limbah dalam penyimpanan, seminimal mungkin luas permukaan kontak sehingga mengurangi kemungkinan pelepasan radionuklida dan kemampuan mekanis dari sistem secara keseluruhan.
Teknik Analisis Data
Metode analisis data yang digunakan adalah dengan metode regresi berganda (Ordinary Least Square). Adapun urutan pengujian yang akan dilakukan .adalah sebagai berikut:
KEP = a+131RES+132ASS+133TAN+134EMP+135REL+e.
Dimana : KEP a 13 RES ASS TAN EMP REL E : Lepasan Radionuklida : Konstanta (intersept)
: Koefisien (besarnya pengaruh) : Responsiveness (kehandalan) : Assurance Vjaminan
: Tangible (tampilan fisik) : Empathy (perhatian) : Reliability (kehandalan)
: Error, yaitu variabellain yang tidak masuk ke dalam model yang berpengaruh
HasH Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 -2979
HASIL PENELITIAN
Untuk melakukan ana lis is, langkah pertama yang dilakukan adalah dengan menelusuri berbagai pola pendekatan pada system penyimpanan limbah radioaktif dengan pola tanah dangkal.
Kondisi yang ada di PTLR
Data ini disajikan dan disesuaikan dengan kondisi yang ada di PTLR yang memiliki system pengelolaan dan pengolahan limbah yang berasal dari berbagai instalasi riset dan penggunaan radioaktif dari berbagai sumber. Gambar 1 berikut menyajikan pola pengumpanan yang digunakan di PTLR (diakses dari web PTLR).
Gambar 1 : limbah radioaktif cair dan semi cair dalam sel beton.
Gambar 2 : Penyimpanan Hasil pengungkungan limbah radioaktif padat dalam drum limbah 200 Lt di PTLR
HasH Pene/ilian dan Kegialan PTLR Tahlll12006
Gambar 3 : Pola proses pengolahan limbah di PTLR
ISSN 0852 - 2979
Pilihan Penyimpanan Limbah Tanah Dangkal
Terdapat banyak model yang mungkin digunakan dalam penyimpanan lestari hasil olahan dan pemadatan limbah radioaktif dari PTLR ini sebagaimana disajikan pada gambar diatas. Dari penelusuran pustaka, maka untuk kategori limbah hasil olahan dan pengungkungan di PTLR dapat disimpan lestari dengan menggunakan sistem penyimpanan tanah dangkal dengan alternative sebagaimana disajikan pada gambar 4 berikut :
t.:.-,.~:.u
_..n·· ••..•- •..--.--r --·--..-.- .
Hasi/ Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahlln 2006 ISSN 0852- 2979
Untuk kepentingan analisis keselamatan, digunakan skenario pada gambar 5 sebagai berikut :
Gambar 5 : Model stabilitas penyimpanan tanah dangkal
Asumsi paling ekstrim adalah pelepasan radionuklida dimana terjadi ketidakstabilan dari limbah yang disimpan. Ketidakstabilan ini sangat mungkin terjadi untuk kasus penyimpanan limbah hasil olahan dan sementasi di PTLR, terutama disebabkan oleh limbah organik yang disementasi. Limbah organik dan resin bila disemen, akan terjadi swelling. Akibat swelling memungkinkan adanya peretakan dan menurunnya ketahanan simpanan limbah. Pengaruh terhadap susunan penyimpanan limbah dan ketinggian tumpukan akan memberikan konstribusi yang signifikan. Inferensi terhadap ketersediaan data yang ada dilakukan untuk mendapatkan tingkat korelasi.
Hambatan
Keterbatasan data yang dapat dicari pada pustaka yang dapat digunakan pada analisis, menyebabkan kurang sempurnanya analisis terhadap skenario yang dibuat untuk menggambarkan kondisi yang sebenarnya. Hambatan akses data dari internet juga sangat sulit dilakukan. Beberapa hasil analisis disajikan pada bagian berikut
INCOME N 40 Normal Parameterab Mean 481.1750 Std. Deviation 277.9972 Most exstreme Absolute .225 Differences Positive .225 Negative -.124 Kolmogorov-Smirnov Z 1.423 Asymp. Sig. (2-tailed)
.035
a. Test Distribution is Normal b. Calculated from data.
Hasi/ Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahlln 2006 Correlation ISSN 0852 - 2979 Lepasan PermukaanBeban Limbah Kendall's tau_b Lepasan Correlation Coefficient1.000 .855**-.744** Sig. (2-tailed) -.000.003 N 11 11 11 Permukaan Correlation Coefficient.855** 1.000-.583* Sig. (2-tailed) .000 - .019 N 11 11 11 Beban Correlation Coefficient-.744** -.5831.000
Limbah Sig. (2-tailed).003
.019 -N
11 11 11
**. Correlation is significant at the .01 level (2-tailed) *. Correlation is significant at the .05 level (2-tailed)
Case Processing Summary
Cases Valid MissingTotal N PercentN PercentN Percent Lpsan 40100.0% 0.0% 40100.0% Test of Normality Kolmogorov-Smirnov(a) Shapiro-Wilk Statistic df Sig StatisticSigdf Lpsan 40 .000 .887 40.010(**)
** This is an upper bound of the true significance.
