Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamatnn PLTN Sertn Fasilitas Nuklir
Serpong, 9-10 Februari 1993 PRSG, PPTKR - BATAN
PENANGANAN LIMBAH DI RSG-GAS
SELAMA LIMA TAHUN PERTAMA OPERASI
Oleh:
Allm Tarlgan, Pustandyo WI dodo, P.M. Udlyanl
Pusat reaktor Serba Guna - Badan Tenaga Atom Nasional
ABSTRAK
PENANGANANLIMBAHDI RSG-GASSELAMALIMA TAHUNPERTAMA OPERASI.
Limbah yang timbul di RSG-GAS terdiri dari padat, cair dan gas. Pengelolaan limbah radioaktif di RSG-GAS hanya berupa pengelompokan, penampungan dan penw1daan. Selanjutnya dikirim ke P\1Sat pengelolaan Limbah radioaktif(PTPLR). Berdasarkan hasil pencatatan dan analisis selama lima tahun pertama operasi reaktor menunjukkan bahwa jumlah :
1. Limbah padat sekitar 20 karung plastik dengan aktivitas tertinggi 25 mremljam. 2. Limbah cair sebesar 1744,2 013dengan aktivitas tertinggi 10-4ci/m3
3. Limbah semi cair diperoleh 5,32 m3
Menurut perkiraan data desain,limbah cair yang dihasilkan pertahun adalah sebesar 1134013dan limbah semi cair 10,6013• dari hasil pengalaman operasi tersebut dapat dilihat bahwa volume limbah dan aktivitas yang dihasilkan masih jauh lebih kecil dibanding data perkiraan desain.
ABSTRACT
WASTE HANDLING IN RSG-GAS DURING THE FIRST FIVE YEARS REACTOR OPERATION. The normal operation of G.A Siwabessy multipurpose reactor (RSG-GAS) will produce solid, liquid and gaseous waste. Radioactive waste management in RSG-GAS consists of grouping, collecting and delaying the waste before sending it to the radioactive Waste management Center. based on the records and analysis during the first five years reactor operation. The waste has been produced:
1. 20 plastic bags of solid waste with highest activity of 25 mrem/hr. 2.1744.2013 of liquid waste with highest activity of 10-4ci/m3 3. Semi liquid waste of5.32013•
According to the design data, the reactor will produce 1134013 liquid waste and 10.6013 semi-liquid waste per year. It is clear that the waste volume and activity produced are farbelaowthe predicted design data.
PENDAHULUAN
Limbah yang dihasilkan oleh reaktor dan fasilitas percobaan yang ada di RSG-GAS terdiri dari limbah padat, cair, semi cair dan gas. Mengingat limbah ini bersifat radioaktif dan timbul selama reaktor beroperasi maka perlu dilakukan penanganan limbah di RSG-GAS. Untuk limbah padat, cair dan semi cair penanganannya dilaksanakan dengan cara penampungan dan penindaan sementara yang selanjutnya dikirim ke Pusat Teknologi Pengelolaan Limbah Radioaktif(PTPLR) untuk diproses lebih lanjut.
Pada kondisi operasi normal tidak ada sistem dan fasilitas percobaan di RSG-GAS yang mengeluarkan limbah gas. Walaupun demikian sistem ventilasi di RSG-GAS dilengkapi dengan "charcoal penyaring" yang dapat menyerap limbah yang timbul dari reaktor.
Hasil pencatatan clanpengukuran selama lima tahun pertama operasi reaktor menunjukkan bahwa :
1. Jumlah limbah padatdiperoleh sekitar20 karungplas-tikdengan aktivitas radiasi tertinggi 25 mremljam dan sudah dikirim ke PTPLR.
2. Jumlah limbah semi cairdiperoleh 5,32 013dan masih disimpan di RSG-GAS.
3. Jumlah limbah cair diperoleh 1744,2013 dan rata-rata per tahun 348,8013• Aktivitas radiasi tertinggi adalah
10-4Ci/m3• Limbah ini dikirim ke PTPLR.
Menurutperkiraan data desainl') dengan daya operasi nominal selama 25 hari dan 8 siklus operasi pertahun, limbah cair yang dihasilkan pertahun adalah sebesar 1134 013dan limbah semi cair 10,6 m3• Konsentrasi limbah cair aktivitas rendah dikategorikan antara 10-6-10.2 Ci/m3 sedangkan untuk aktivitas tinggi
>
10.2•Berdasarkan data harga aktivitas yang diiperoleh dapat dikatakan bahwa selama lima tahun operasi, limbah cair dan padat yang timbul dapat dikategorikan limbah aktivitas rendah.
Prosiding Seminar Teknologi dalJ Keselamalan PLTN Serla Fasililas N ••klir
TEOR!
Besamya aktivitas limbah yang berasal dari air pendingin primer maupun fasilitas pereobaan yang ada di RSG-GAS tergantung kepada besamya aktivitas air dalam sistem reaktor tersebut.
Aktivitas dalam airtersebuttimbul dari hasil aktivasi (n,y), (n,a) dan (n,p).
Besamya konsentrasi hasil aktivasi ini dapat ditulis sebagai berikut :
dN No.
a.
<1). Ve-=---A..N
dt Vt
Dalam keadaan setimbang dapat ditulis konsentrasi hasil aktivasi yang terbentuk sebagai berikut :
No .
a .
¢ .
Ve N=
----A. . Vt
Aktivitas hasil aktivasi yang terbentuk adalah N, sehingga dapat ditulis :
No.
a .
<1J . VeA=N.A.=---Vt dimana :
Ve = Volume pendingin dalam teras (m3) <1J = Fluks neutron yang terbentuk dalam teras
(n/em2 see)
Vt = Volume total air pendingin primer (m3) No = Konsentrasi atom-atom dalam air pendingin
(atom/em3)
a
= Penampang lintang mikroskopis (em2)TATA KERJA
1. Pembahasan sumber dan aktivitas limbah yang dihasilkan RSG-GAS berdasarkan desain untuk masing-masingjenis limbah perlu dijelaskan sebagai berikut: Limbah padat
Limbah padat yang akan timbul di RSG berasal dari beberapa sumber diantaranya :
1. Penyaring resin yang lolos dari tangki resin (resin trap) sistem pemumian air kolam dan kolam penyimpanan bahan bakar bekas.
2. Kontrol clemen teras reaktor
3. Fasilitas pereobaan seperti kapsul PRTF dan rabbit sistem, keping neutron radiografi.
4. Alat ukur temperatur dan detektor fluks neutron 5. Penyaring (filter) dalam sistem ventilasi
6. Alat pembersih dekontaminasi dan "personal lock" 7. Elemen bakar dan elemen kendali.
Limbah padat yang berasal dari teras reaktor dan fasilitas eksperimen memerlukan penanganan yang
khu-sus. Limbah tersebut diluruhkan dalam kolam
penyim-panan elemen bakar bekas dan kemudian dikirim ke PRPLR setelah dikemas dalam drun1 khusus. Sedangkan untuk limbah padat lainnya yang aktivitasnya masih
Serpong, 9-10 Febr ••ari 1993 PRSG, PPTKR -BATAN
kecil dan mudah penanganannya disimpan sementara dalam suatu ruang di PRSG-GAS sebelum dikirim ke PTPLR untuk diproses lebih lanjut.
Limbah cair aktivitas rendah
Limbah eair aktivitas rendah RSG-GAS berasal dari beberapa sumber diantaranya :
1. Limpahan air kolam reaktor
2. Ruangan air venting sistem pendingin utama 3. Limbah eair bekas dekontaminasi
4. Hasil kondensasi sistem ventilasi
Perkiraan desain,jumlah limbah eair aktivitas ren-dah yang timbul selama setahun dengan reaktor beroper-asi normal pada daya nominal selama 25 hari dan 8 siklus pertahun diperoleh sebanyak 1105,5 m3• Semua limbah eair ini ditampung dalam 2 buah tangki yang berkapasitas 20m3 yang terletak pada lantai -6,5 meter gedung reak-tor. Proses aliran limbah ini berlangsung seearagrafitasi. .Diagram alir sistem ini dapat dilihat pada gambar
1.
Isi tangki tersebut dikirim melalui tangki transport ke PTP-LR untuk diproses lebih lanjut. Sistem ini dilengkapi dengan tempat pengambilan sampel untuk dianalisa tingkat radioaktivitasnya di laboratorium PTPLRsebelum dilakukan pemindahan. Sistem ini dibuatseeara terkendali artinya, jika tingkat aktivitas limbah eair yang dibuang melampaui batas harga aktivitas yang diijinkan, maka sistem katup pada saluran pembuangan akan menutup seeara otomatis, sehingga keselamatan personil dan ling-kungan tetap terjamin.Limbah cair aktivitas tinggi
Limbah eair ak~ivitas tinggi berasal dari beberapa sumber diantaranya :
a. Sistem pembilas resin penukar ion b. Cairan dari hot cell
e. Air dari tabung berkas neutron d. Uji fasilitas daya aeak e. Isotop box
f. Rabbit system g. Neutron radiografi
Limbah eair yang berasal dari sistem ini ditampung dalam dua buah tangki yang berkapasitas 6,3m3 dan 4,6 m3 yang terletak pada lantai -9,3 m gedung reaktor.
Menurutperkiraan desain pada daya nominal selama 25 hari dan 8 siklus pertahun jumlah limbah yang dihasilkan pertahun sebanyak 28,41 m3 dengan aktivitas sekitar 8,9 Ci.
Limbah semi cair
Y angdimaksud limbah semi eairadalah resin penu-kar ion bekas pakai yang berasal dari 3 sustem pemumian airpendingin primer. masing-masing sistem mempunyai kapasitas resin penukar ion sebagai berikut :
- Sistem pemurnian air kolam reaktor = 1,54 m3 - Sistem pemurnian lapisan air hangat = 0,42 m3 - Sistem pemurnian kolam penyimpa~an
Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamatan PLTN Serla Fasililas Nuklir
Serpong. 9-10 Februari 1993 PRSG. PPTKR - BATAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sejak reaktor kritis pada bulan september 1987 sampai Agustus 1992, data limbah padat dan cair yang dihasilkan oleh RSG-GAS berdasarkan log-bookoperasi reaktor (2) adalah sebagai berikut :
a. Limbah padat yang berasal dari penyaring resin yang lolos dari tangki resin (resin trap) masih belum ada karena aktivitas resin trap masih rendah sehingga masih dapat dicuci dengan ultrasonic sehingga dapat . digunakan kembali.
. b. Limbah padat yang berasal dari elemen penyerap neutron (control rod) dalam teras reaktor belum ada karena menurut perkiraan elemen penyerap neutron tersebut akan diganti setelah 40 siklus operasi. c: Limbah padat dari fasilitas iradasi sistem rabbit masih
sedikit dan disimpan di dalam sel panas (hot cell) d. Limbah padat yang berasal dari pengukur fluks neu
tron yaitudetektorCIC terdapat satu buah dan disimpan didalam kolam bahan bakarbekas. Aktivitasnya sebesar 200 mrem perjam sejarak 5 meter dari permukaan kolam dan pengukuran dilakukan dalam tabung pengarah.
e. Sistem ventilasi berupa penyaring sudah ada sebanyak 20 dan disimpan dalam gedung limbah RSG-GAS. Aktivitas limbah ini terukur
<
0,1mrem/jam. data ini dapat dikatakan data latar belakang dalam gedungMengingat hasil aktivasi yang timbul dalam kolam reaktor ditangkap oleh resin tersebut maka limbah ini digolongkan dalam limbah aktivitas tinggi.
Menurut perkiraan desain (1) pada daya nominal selama 25 hari dan 8 siklus pertahunjumlah limbah yang dihasilkan pertahun selama operasi ialah 10,6 m). Limbah ini ditampung dalam tangki penampung limbah semi cair bekas terletak di -6,5 m. Sistem penampungan limbah ini terdiri dari 2 buah tangki yang masing-masing mampu menampung 2,7 m). setiap tangki mampu menampung setiap kali pembuangan untuk ketiga sistem tersebut, sehingga sebelum dilakukan pengangkutan ke gedung PTPLR, aktivitas limbah masih dapat diluruhkan selama penggantian resin penukar ion berikutnya. Limbah ini dipindah ke PTPLR 1ewat terminal keluaran ke tangki pengangkut yangterletakpada daerah pemindahan barang (material acces) lantai 0 meter gedung reaktor. Perkiraan limbah cair, semi cair pertahun menurut desain SAR (Chapt. 11) dapat dilihat pada tabel 1.
2. Pengwnpulan data volume dan aktivitas limbah perta-hun mulai dari taperta-hun 1987 sid 1992.
3. lun11ahkan volume limbah mulai dari tahun 1987sid
1992, kemudian untuk mendapatkan harga rata-rata pertahun jumlah tersebut dibagi dengan lima. 4. Ambil harga aktivitas pemgukuran selama lima tahun
pertama operasi.
5. Bandingkan harga volume dan aktivitas limbah yang diperoleh selama 5 tahun pertama operasi terhadap yang diambil dari perhitungan desain.
bahan bakar bekas
=
0,70 m) reaktor.f. Limbah padat elemen bakar dan elemen kontrol adalah 9 buah dan disimpan dalam kolam penyimpanan bahan bakar bekas RSG-GAS.
g. Alat pembersih dekontaminasi dan "personal lock" . Untuklimbah padat ini,jumlah yang dihasilkan selama lima tahun operasi masih berbentuk limbah kertas dekontaminasi, plastik dan kain pengelap yang dapat ditangani dengan mudah clantingkat aktivitasnya masih rendah. Limbah ini kebanyakan berosal dari limbah hasil ,pekerjaan kontraktor yang sedang bekerja di RSG-GAS. Sedangkandari kegiatan RSG-GAS sendiri masih sedikit. Limbah ini sudah dikirim ke PTPLR
untuk diproses lebih lanjut. \
lumlah dan aktivitas limbah cair yang berasal dari tangki aktivitas rendah dan tinggi dapat dilihat pada tabel 2. Hasil yang ditunjukkan dapat tabel 2 dapat dilihat bahwa total limbah cair selama lima tahun pertama operasi adalah 1744,2 m) yaitu 84,2 m) berasal dari tangki aktivitas tinggi dan sisanya berasal dari tangki aktivitas rendah. harga aktivitas yang terukurantara 0 Ci/ m) sampai 10-4Ci/m). 90%dari limbah cair ini berasal dari hasil kondensasi sistem pendingin ventilasi RSG-GAS dan 10 % berasal dari fasilitas percobaan, air pendingin primer dan air bekas dekontaminasi. Untuk limbah semi cair myang berasal dari sistem ppemumian air pendingin primer selama 5 tahun pertama operasi adalah 5,32 m) , 2,66 m) berasal dari limbah resin untuk komisioning non nuklir dan 2,66 m) berasal dari resin bekas yang sudah aktif. Limbah resin hasil komisioning nuklir tersebut sudah dikirim ke PTPLR dan sudah digunakan sebagai uji bahan panas sistem yang ada di PTPLR. Sedangkan limbah resin yang sudah aktif(2,66 m)) masih disimpan di tangki penampung RSG-GAS. Nilai aktivitas limbah ini tidak dapat diukur karena tidak tersedianya fasilitas pengambilan sampel. Kriteria suatu limbah radioaktif yang dikategorikan aktivitas rendah dan tinggi bergantung dari harga konsentrasinya. Limbah cair aktivitas rendah dikategorikan antara 10-6sid 10.2Ci/ m) sedangkan untuk limbah aktivitas tinggi
>
10.2sid102 Ci/m). Aktivitas yang diperoleh selama lima tahun pertama operasi bila dibandingkan dengan data perkiraan desain (1) dengan daya operasi selama 25 hari dan 8 siklus pertahun dapat dikatakan masih rendah. Hal ini disebabkan reaktor dan fasilitas percobaannya belum beroperasi secara optimum,dan dari persamaan pada bab teori terlihatbahwa laju pertumbuhan isotop hasil aktivasi adalah fungsi dari fluks (daya reaktor).Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan PLTN Serla Fasilitas Nuklir
Serpong. 9-10 Februari 1993 PRSG. PPTKR - BATAN
Tabell. Perkiraan volume limbah cair dan semi cair yang timbul berdasarkan desain selama reaktor beroperasi normal per tahun
1. Sistem permurnian air pendingin reaktor 2. Sistem penguraian lapisan air hangat
3. Sistem pemurnian kolam penyimpan b.b bekas 4. Tangki Limbah Resin
5. Hot Cell 6. Beam Tube 7. FRIF
8. Rabbit system 9. Neutron Radiografi 10. Drainase sistem primer 11. Drainase dari gedung reaktor 12. Ventilasi
13. Air bebas dekontaminasi
Limbah Cair Akt. Rendah Akt. Tinggi
10.92 m3 2.6 m3 4.8 m3 6.8 m3 0.5 m3 0.07 m3 0.03 m3 0.2 It 2.5 m3 0.1 m3 4m3 1000 m3 100
m)
Limbah Semi Cair Akt. Rendah Akt. Tinggi
10-5m3
lumlah 1105.5
286
Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan PLTN Serla Fasililas Nuklir
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan operasi dapat disimpulkan bahwa :
1. Jumlah limbah yang dihasilkan oleh RSG-GAS jauh lebih kecil dibandingkan dengan data perkiraan desain. hal ini disebabkan karena beberapa faktor sebagai berikut :
1. Reaktor dan fasilitas percobaan yang ada be-lum beroperasi secara optimum.
2. Adanya komponen/alat yang masih dapat
di-Serpong, 9-10 Februari 1993 PRSG, PPTKR - BATAN
gunakan karena aktivitas radiasi alat tersebut relatif kecil sehingga dapat dicucildibersih-kan kembali.
2. Limbah yang dihasilkan dapat dikategorikan ke dalam limbah aktifaktivitas rendah. hal ini disebabkankarena beberapa faktor sebagai berikut :
1. Reaktor dan fasilitas percobaan yang ada be-lum beroperasi secara optimum.
2. Sistem pemurnian pendingin primer yang cukup baik.
DAFfAR PUST AKA
1. MPR-30 safety Analysis Report, September 1989 2. Log-book Limbah RSG
3. Modem Physics for Engineers, O.Oldenberg and N.C. Rasmussen.
DISKUSI
MAlNAR:
Mohon penjelasan cara penanganan limbah padat yang berasal dari teras reaktor, berapa lama penyimpanannya sebelum dikirim ke PTPLR.
ALIMTARIGAN:
'
Penanganan limbah padat dari elemen teras disimpan sementara di kolam penyimpan bahan bakar bekas RSG-GAS dan nantina akan disimpan di dalam intem storage for spent.fuel (ISFSF). limbah padat ini tidak akan dikirim ke PTPLR.
SUYITNO:
1. Dalam presentasi dikatakan limbah cair-cair dari RSG 90 % dari kondensasi, 9 % dari dekontaminasi dan hanya 1 % yang berasal dari reaktor ..
a. Mohon dijelaskan 1 % limbah cair dari reaktor itu detailnya dari mana.
b. Mohon dijelaskan apakah limbah cairyang terjadi pada PL TN (reaktordaya) apakah kira-kira mirip dengan reaktor riset.
2. Tadi dikatakan kalauselama lima tahun pertama operasi RSG praktis tidakdijumpai limbah aktivitas tinggi. Mohon dijelaskan, menurutperkiraan mulai kapan RSG akan mengeluarkan limbah aktivitas tinggi dan radioaktivitas apa.
ALIMTARIGAN
:
1. a. Berasal dari fasilitas percobaan dan sistem pemumian air pendingin primer. b. Yangjelas bahwa limbah yang berasal dari fasilitas percobaan tidak ada di PLTN 2. Untuk mengetahuinya perlu pengamatan secara terus menerus.
Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan PLTN Serla Fasilitas Nuklir
I
