TINJAUAN MATERIAL ACCOUNTED FOR (MUF) PADA DESAIN RDE
Pertiwi D. W., S.T.1, Bening F., S.ST.1, Hendro W., A.Md. 11 PTBBN, Gd. 20 Kawasan Nuklir Serpong, Tangerang Selatan, 15314
email: [email protected]
ABSTRAK
TINJAUAN MATERIAL ACCOUNTED FOR (MUF) PADA DESAIN RDE. Reaktor Daya Eksperimental (RDE) ditetapkan sebagai fasilitas bulk karena bahan bakar nuklir RDE berbentuk pebble/bola pejal dan berjumlah sangat banyak mencapai puluhan ribu. Bahan bakar nuklir bentuk Pebble tidak memiliki identitas item seperti nomor seri di setiap bola sehingga sulit untuk dilakukan verifikasi terhadap setiap item elemen bakar (item handling
facility). Pembukuan bahan nuklir pada fasilitas bulk seharusnya mempunyai perbedaan
pada pembukuan inventori dan pembukuan fisik yang menyebabkan adanya Material
Accounted For (MUF). Meskipun RDE merupakan fasilitas bulk, namun bahan nuklir pada
fasilitas ini berbentuk pebble sehingga terjadinya MUF dari sisa-sisa pada fuel handling tidak mungkin terjadi. Hal tersebut yang membuat penulis perlu meninjau kemungkinan terjadinya MUF pada Conceptual Design RDE. Tujuan peninjauan MUF pada fuel handling adalah untuk memastikan bahwa MUF pada fasilitas RDE tidak mungkin terjadi. Peninjauan MUF dilakukan pada Conceptual Design RDE dan Dokumen Sistem Seifgard RDE BATAN dan selanjutnya dilakukan analisis terhadap kemungkinan terjadinya MUF di setiap KMP (Key
Measurement Point). Dari hasil tinjauan dapat diketahui bahwa tidak terdapat bahan nuklir
yang tertinggal selama proses (nature of processing) pada fuel handling. Hal ini membuktikan bahwa kemungkinan MUF pada bahan nuklir berbentuk bola pejal (pebble) selama proses tidak mungkin terjadi. Kemungkinan MUF terjadi karena adanya perbedaan/deviasi pengukuran yang mengakibatkan buku besar pada laporan seifgard menjadi tidak balance. Peninjauan MUF merupakan hal yang sangat penting pada fasilitas
bulk. Dengan melakukan peninjauan ini diharapkan dapat dilakukan pencegahan terhadap
penyalahgunaan bahan nuklir di fasilitas RDE. Kata kunci: RDE, MUF, seifgard, fasilitas bulk, pebble
ABSTRACT
MATERIAL ACCOUNTED FOR (MUF) REVIEW FOR RDE DESIGN. Experimental Power Reactor (Reaktor Daya Eksperimental, RDE) has been declared as a bulk facility because RDE fuel is pebble fuel/solid ball and ther are thousands fuels in the core. Pebble fuels do not have an item identity like serial number on every ball, so it is difficult to verify each fuel element item (item handling facility). Nuclear material accounting in bulk facility should have a difference in inventory book and physical inventory which led to the existence of Material Accounted For (MUF). Eventhough RDE has been declared as a bulk facility, pebble causes MUF from the remnants of the fuel handling may not occur. Therefore we need to review the existence of MUF in Conceptual Design RDE. The aim of this review is to ensure MUF in RDE may not occur. This review was conducted for Conceptual Design RDE and Safeguards System Document and hereafter analyzed the possibility of MUF in each KMP (Key Measurement Point). After the review, we can know that there is no nuclear material left behind during the process (nature of processing) in fuel handling.This proves the possibility of MUF in pebble facility during the process is not possible. The possibility of MUF will be occured because of difference/deviation in measurement that effect general ledger unbalancing. MUF review is important in bulk facility to prevent an indication of unauthorized activities in RDE.
Keyword: RDE, MUF, safeguards, bulk facilities, pebble
PENDAHULUAN
Perkembangbiakan senjata nuklir di dunia dimulai oleh USA pada tahun 1945 dengan melakukan percobaan trinity test di New Mexico. Negara-negara lainya seperti Rusia, Inggris, Perancis, dan China juga ikut serta dalam sejarah perkembangbiakan senjata nuklir dunia[1]. Usaha untuk mengendalikan perkembangbiakan senjata nuklir pertama-tama diusulkan sendiri oleh Amerika pada 1946 ketika pemerintah Amerika menyerahkan The
Baruch Plan ke Komisi Tenaga Atom, Perserikatan Bangsa Bangsa (PBB)[2]. Oleh karena
itu, dibentuk IAEA (International Atomic Energy Agency) yang memulai kegiatannya di Wina, Austria pada Juli 1957. IAEA mempunyai misi untuk membantu pengembangan energi nuklir untuk maksud damai, menyediakan jaminan bahwa fasilitas dan bahan nuklir yang dideklarasikan ke IAEA tidak diselewengkan untuk pembuatan senjata nuklir. Pada April 1971 dilalukan perjanjian seifgard bahan nuklir antara suatu negara dengan IAEA yang ditetapkan dalam dokumen INFCIRC/153. Pelaksanaan perjanjian Treaty on the
Non-Proliferation of Nuclear Weapons (NPT) menandai langkah pembaharuan atas
kebijaksanaan berkaitan dengan perkembangbiakan senjata nuklir dan pemberhentian perkembangbiakan senjata nuklir. Indonesia sebagai Non-Nuclear Weapon State (NNWS) yang ikut menandatangani perjanjian tersebut wajib mengimplementasikan sistem seifgard terhadap fasilitas nuklirnya.
Reaktor Daya Eksperimental (RDE) merupakan tipe High Temperature Gas Reactor (HTGR) yang sedang dikembangkan oleh BATAN. HTGR sebagai reaktor nuklir generasi ke IV mempunya tingkat keselamatan yang tinggi sehingga dipilih sebagai teknologi energi nuklir yang akan dikembangkan oleh BATAN.
Fasilitas RDE sebagai instalasi nuklir wajib memberlakukan sistem seifgard untuk memenuhi syarat regulasi nasional yang berlaku (PP nomor 2 tahun 2014 tentang perizinan instalasi nuklir dan pemanfaatan bahan nuklir) dan memberikan jaminan bahwa bahan bahan nuklir yang dimanfaatkan hanya untuk tujuan damai. Oleh karena itu, diperlukan kajian/tinjauan mengenai sistem seifgard atau Nuclear Material Accounting Control (NMAC) yang berlaku untuk RDE. Salah satu kajian yang dibahas dalam tulisan adalah mengenai
Material Unaccounted For (MUF) atau bahan nuklir yang tidak dapat dipertanggung
jawabkan.
Evaluasi jumlah MUF merupakan hal yang penting untuk mengetahui kemungkinan terjadinya pengurangan bahan nuklir karena tindakan illegal pada fasilitas bulk. Jumlah MUF yang berlebihan mengindikasikan adanya pengurangan bahan nuklir karena tindakan illegal yang harus dilakukan investigasi dan penanganan lebih lanjut[3]. Pada fasilitas bulk, jumlah MUF seharusnya tidak sama dengan nol karena adanya ketidakpastian pengukuran dan kejadian yang terkait selama proses[4].
RDE ditetapkan sebagai fasilitas bulk karena setiap pebble fuel di reaktor berjumlah sangat banyak mencapai puluhan ribu dan tidak memiliki identitas item seperti nomor seri di setiap bola sehingga tidak memungkinkan untuk melakukan verifikasi terhadap setiap item elemen bakar (item handling facility)[5]. Meskipun RDE merupakan fasilitas bulk, tetapi bahan nuklir pada fasilitas ini berbentuk pebble/bola pejal (tidak seperti bentuk bahan nuklir pada fasilitas bulk lainnya) sehingga kemungkinan adanya MUF dari sisa sisa di fuel
handling adalah tidak mungkin. Hal tersebut yang membuat penulis perlu meninjau
kemungkinan terjadingan MUF pada conceptual design RDE.
Peninjauan MUF dilakukan pada fuel handling unit pada desain RDE dan Dokumen Sistem Seifgard RDE BATAN dan kemudian melakukan analisis kemungkinan adanya MUF di setiap KMP (Key Measurement Point). Tujuan penulisan adalah memberikan gambaran kemungkinan terjadinya MUF pada fasilitas RDE. Informasi mengenai MUF pada tulisan ini diharapkan dapat menjadi pertimbangan pada kegiatan RDE lainnya yang berkaitan dengan safaeguards.
TEORI
Reaktor Daya Eksperimental (RDE) merupakan reaktor nuklir generasi ke IV yang sedang dikembangkan oleh BATAN. Tipe reaktor yang digunakan adalah tipe High
Temperature Gas Reactor (HTGR) dengan daya 10 MWth. Bahan bakar nuklir yang
digunakan merupakan bahan bakar triso dengan bentuk pebble (bola-bola pejal). Bahan bakar dialirkan ke dalam teras reaktor satu-persatu secara continuous hingga mencapai
burnup tertentu. Bahan bakar yang telah keluar teras reaktor tetapi belum mencapai batas burnup, akan diumpan ulang ke dalam teras reaktor. Sedangkan bahan bakar yang telah
mencapai batas burnup akan dikirim ke tempat penyimpanan bahan bakar bekas.
Fasilitas nuklir terdiri dari 2 tipe, yaitu fasilitas item dan fasilitas bulk. Fasilitas item adalah fasilitas dimana bahan nuklir pada fasilitas tersebut dijaga/disimpan dalam bentuk
item atau satuan dan integritas dalam item tetap tidak berubah selama berada di fasilitas
tersebut. Fasilitas lainnya adalah fasilitas bulk atau curah dimana bahan nuklir dimanfaatkan atau disimpan dalam bentuk bulk. Setiap fasilitas nuklir mempunyai Material Balance Area (MBA), yaitu area (di dalam atau di luar fasilitas) di mana jumlah bahan nuklir pada setiap
KMP A Fresh Fuel Storage
KMP C Damaged Fuel
KMP D Spent Fuel Storage KMP A Core Fuel MBA 1 2 3 3
transaksi (transaksi masuk ataupun transaksi keluar) dapat ditentukan. Sebuah MBA harus memiliki titik pengukuran bahan nuklir atau Key Measurement Point (KMP) yang terdiri KMP alir dan KMP inventori. KMP alir merupakan titik untuk menentukan aliran bahan nuklir di dalam MBA, dan KMP inventori adalah tempat untuk pemanfaatan bahan nuklir[6].
Setiap MBA wajib untuk membuat pembukuan bahan nuklir untuk memastikan keefektifan dari sebuah sistem seifgard di fasilitas nuklir. Aktifitas pembukuan bahan nuklir mencakup pengukuran, analisis, pencatatan dan laporan untuk menjaga jumlah bahan nuklir yang ada dalam sebuah area tertentu di fasilitas. Verifikasi neraca bahan nuklir dilakukan melalui inventori fisik bahan yang ada dalam fasilitas. Salah satu komponen yang digunakan dalam laporan neraca bahan nukir yaitu MUF.
MUF (Material Unaccounted For) merupakan perbedaan antara inventori buku dan inventori fisik. Pada fasilitas item secara teori tidak terdapat MUF (MUF=0), jika ditemukan MUF ≠ 0 maka terdapat indikasi terjadinya kesalahan (misalkan kesalahan pembukuan) yang harus diperiksa lebih lanjut. Jumlah MUF pada fasilitas bulk seharusnya ≠ 0 karena adanya ketidakpastian perhitungan dan hilang dalam proses[7]. MUF berasal dari :
1. Jumlah bahan nuklir dalam inventori yang tidak terukur.
2. Jumlah bahan nuklir yang tidak terhitung karena kesalahan dalam pencatatan/ atau kesalahan pengolahan memproses data[8].
METODOLOGI
Metode kegiatan dilakukan dengan peninjauan proses fuel handling pada Conceptual
Design RDE dan peralatan dan teknik penetuan inventori bahan nuklir pada dokumen teknis
sistem seifgard RDE.
Bentuk MBA yang terdapat pada Conceptual Design RDE berdasarkan dokumen sistem seifgard RDE terdiri dari 4 KMP alir dan 4 KMP inventori. KMP alir yang ditandai dengan angka digunakan untuk pengukuran jumlah bahan nuklir yang masuk ke dalam atau ke luar dari MBA yang terdiri dari:
KMP 1 : Penerimaan dari MBA lain (bahan bakar nuklir segar)
KMP 2 : Pengiriman ke MBA lain (bahan bakar nuklir bekas/spent fuel dan bahan bakar nuklir rusak/damage fuel)
KMP 3 : pemindahan bahan bakar nuklir bekas dari teras reaktor ke tempat penyimpanan bahan bakar nuklir bekas
KMP 4 : pemindahan bahan bakar nuklir bekas dari teras reaktor ke tempat penyimpanan bahan bakar nuklir rusak
Gambar 1. Struktur MBA pada Desain RDE
KMP inventori digunakan untuk pengukuran jumlah bahan nuklir pada daerah tersebut dan terdiri dari:
KMP B : Teras reaktor (fuel in core reactor)
KMP C : Tempat penyimpanan bahan nuklir yang rusak
KMP D : Tempat penyimpanan bahan nuklir bekas yang juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan used fuel (core emptying and reloading)
Peninjauan fuel handling pada setiap KMP dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. KMP A
KMP A terdiri dari tempat penyimpanan bahan bakar nuklir segar dan jalur bahan bakar menuju ke teras reaktor termasuk fuel inspection line. Pengukuran bahan nuklir pada tempat penyimpanan bahan bakar nuklir segar dilakukan dengan mengukur cask (setiap batch) menggunakan metode Non Destructive Analysis (NDA) secara acak dengan probabilitas untuk memastikan keberadaan bahan nuklir. Bahan nuklir segar yang mengalir menuju teras reaktor diukur dengan flow monitor counter dan alat pengukur NDA. Flow monitor counter berfungsi untuk menghitung/memantau jumlah bahan nuklir segar yang masuk ke teras reaktor. Kandungan bahan nuklir pada bahan bakar segar tersebut diukur menggunakan alat ukur NDA.
2. KMP B (teras reaktor)
KMP terdiri dari pertemuan jalur bahan bakar nuklir segar, used fuel, dan irradiated fuel yang menuju teras reaktor, jalur masuk teras reaktor, teras reaktor, dan jalur keluar teras reaktor. Bahan nuklir yang pada jalur bahan bakar nuklir segar, used fuel, dan irradiated
fuel yang menuju teras reaktor hingga jalur masuk teras reaktor tidak dilakukan
pengukuran (pengukuran telah dilakukan pada jalur-jalur sebelumnya). Pengukuran bahan nuklir tidak dilakukan dalam teras reaktor, sehingga verifikasi hanya dilakukan dengan melakukan pengawasan menggunakan perangkat containment and surveillance (C/S). Jalur teras reaktor dibagi menjadi dua yaitu:
a. Jalur pemisahan bahan bakar rusak/damage fuel. Bahan bakar teriradiasi yang keluar dari teras reaktor akan melalui failed fuel separator. Bahan bakar yang lolos akan menuju ke KMP C yaitu tempat penyimpanan bahan nuklir yang rusak. Bahan bakar yang tidak lolos akan diteruskan menuju jalur berikutnya.
b. Jalur pemisahan spent fuel. Bahan bakar nuklir teriradiasi yang tidak lolos failed fuel separator akan diteruskan untuk melakukan perhitungan item menggunakan flow
monitor counter. Selanjutnya mengukur burnup bahan bakar nuklir teriradiasi
dengan pengukuran radioaktivitas Cs-137 sebagai indikator dari hasil belah U-235. Bahan bakar nuklir yang mempunyai nilai burnup kurang dari nilai burnup maksimum yang dipersyaratkan dalam reaktor akan dikembalikan ke dalam reaktor melalui jalur kembali menuju teras reaktor. Bahan bakar nuklir teriradiasi yang dikembalikan ke dalam teras reaktor akan dipantau jumlahnya menggunakan flow
monitor counter. Sedangkan bahan bakar nuklir yang mempunyai nilai burnup lebih
besar dari nilai burnup maksimum yang dipersyaratkan dalam reaktor akan dialirkan menuju ke tempat bahan bakar nuklir bekas.
3. KMP C
KMP C merupakan tempat penyimpanan bahan nuklir yang rusak (damage fuel). Bahan bakar yang lolos dipantau/dihitung jumlahnya menggunakan flow monitor counter sebelum masuk ke tempat penyimpanan bahan nuklir yang rusak. Di dalam tempat penyimpanan bahan nuklir yang rusak, dilakukan pengukuran damage fuel menggunakan metode NDA.
4. KMP D
KMP D terdiri dari tempat penyimpanan bahan bakar nuklir bekas dan tempat penyimpanan used fuel (core emptying and reloading).
a. Bahan bakar nuklir yang mempunyai nilai burnup lebih besar dari nilai burnup maksimum yang dipersyaratkan dalam reaktor akan dialirkan menuju ke tempat bahan bakar nuklir bekas. Sebelum masuk ke dalam wadah akan di dipantau/dihitung jumlahnya menggunakan flow monitor counter. Spent fuel kemudian akan dihitung kandungan Plutonium (Pu) dan U-235 mengunakan alat
spectrometer gamma serta pemantauan suhu.
b. Tempat penyimpanan used fuel digunakan pada saat reaktor mengalami
maintenance. Perhitungan bahan bakar nuklir teriradiasi menggunakan flow monitor counter untuk menghitung item dari maupun saat kembali ke teras reaktor.x
HASIL DAN PEMBAHASAN
Siklus bahan nuklir dimulai dari KMP A ketika bahan nuklir masuk ke dalam fasilitas RDE. Informasi mengenai bahan nuklir yang diterima terdapat di dalam dokumen yang dilampirkan, sehingga tidak perlu dilakukan pengukuran pada saat penerimaan. Pengukuran terhadap bahan nuklir yang ditampung di dalam kontainer dilakukan secara acak pada saat inspeksi internal dengan menggunakan metode NDA. Jika terdapat ketidaksesuaian berat bahan nuklir dari hasil pengukuran dengan dokumen, maka perbedaan tersebut dimasukkan ke dalam Shipper-Receiver Different (SRD). Ketidaksesuaian data bahan nuklir yang masuk ke KMP A tersebut tidak termasuk MUF.
Bahan nuklir yang digunakan di teras reaktor (KMP B) tidak mungkin dilakukan pengukuran secara langsung. Verifikasi bahan nuklir dilakukan dengan pengawasan melalui perangkat C/S, sementara perhitungan bahan nuklir yang hilang dan dihasilkan selama reaksi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak tertentu. Hasil perhitungan bahan nuklir tersebut menjadi dasar perhitungan pembukuan inventori.
Pengukuran bahan bakar nuklir rusak (damage fuel) teriradiasi di KMP C dilakukan dengan analisis kandungan bahan nuklir menggunakan metode NDA. Hasil pengukuran jumlah bahan nuklir di KMP C memungkinkan terdapat perbedaan antara pembukuan fisik hasil pengukuran dengan pembukuan inventori sehingga terjadi MUF. Namun jika dilihat dari sifat fisik pebble yang terbuat dari bahan yang sangat kuat untuk mengungkung bahan nuklir dari kerusakan, maka MUF tidak mungkin terjadi di KMP C.
Tempat penyimpanan bahan bakar nuklir bekas dan tempat penyimpanan used fuel (core emptying and reloading) terdapat di KMP D. Pengukuran bahan nuklir di tempat penyimpanan used fuel dilakukan secara item counting, sehingga bahan nuklir yang tertinggal karena proses dianggap tidak ada. Sementara di tempat penyimpanan bahan nuklir bekas pengukuran dilakukan dengan metode NDA. Dari hasil pengukuran bahan bakar nuklir bekas tersebut memungkinkan terjadinya perbedaan jumlah pada pembukuan MBA, sehingga dapat ditemukan MUF.
KESIMPULAN
Fasilitas bulk RDE merupakan fasilitas nuklir yang unik. Pemantauan jumlah bahan bakar nuklir dilakukan secara counting item menggunakan flow counter meter namun tidak dilakukan secara penimbangan berat. Counting item dilakukan karena bahan bakar berbentuk pebble fuel dan integritas dalam item tetap dan tidak berubah. Di sisi lain, pebble
fuel di reaktor berjumlah sangat banyak mencapai puluhan ribu dan tidak memiliki identitas item seperti nomor seri di setiap bola sehingga tidak memungkinkan untuk menggunakan counting item sebagai sadar perhitungan dan pengukuran bahan nuklir. Oleh karena itu,
digunakan motode NDA untuk mengetahui jumlah bahan nuklir pada setiap titik pengukuran. MUF pada RDE dihasilkan karena adanya inventori yang disebabkan oleh deviasi pengukuran. MUF yang diakibatkan karena adanya bahan nuklir yang tertinggal karena proses (nature of processing) tidak terjadi karena bahan bakar nuklir pebble dianggap tidak akan tertinggal pada fuel handling.
Kegiatan selanjutnya yang perlu dilakukan adalah perhitungan/penentuan batas maksimum dan minimum MUF yang diperbolehkan. Semakin kecil standar deviasi pengukuran, maka semakin kecil juga MUF yang dapat dimanfaatkan untuk pengambilan bahan nuklir secara ilegal. Tetapi dengan semakin kecil standar deviasi pengukuran, maka peralatan pengukuran dan perhitungan juga harus semakin akurat (menambah biaya instalasi).
Peninjauan dan perhitungan MUF merupakan hal yang sangat penting pada fasilitas
bulk. Dengan melakukan peninjauan ini, diharapkan dapat dilakukan pencegahan terhadap
penyalahgunaan bahan nuklir di RDE. UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan syukur Alhamdulillah kepada Allah SWT atas limpahan karunia sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah ini. Pada kesempatan kali ini penulis juga menyampaikan terimakasih dan penghargaan yang sebesarnya kepada seluruh anggota Tim Program Insinas WP 8.2-Pengembangan Desain Seifgard RDE dan Bagian Tata Usaha PTBBN yang telah membantu baik dalam bentuk fasilitas, dana maupun peralatan bagi keberhasilan dan kelancaran penulisan Karya Tulis Ilmiah. Semoga pengorbanan dan segala sesuatunya yang dengan tulus dan ikhlas akan selalu mendapat limpahan rahmat Allah SWT dan bermanfaat bagi orang lain.
DAFTAR PUSTAKA
1. Kusbandono, “NPT dan Perkembangannya”, Serpong (2018).
2. Pusdiklat BATAN, “NPT dan Perkembangannya”, Diktat Pelatihan Pelatihan Penyegaran Pengurus Inventori Bahan Nuklir, Serpong (2018).
3. SNSTC, “Physical Inventory Taking”, RTC of NMAC, Beijing (2018).
4.6.7. IAEA, “Safeguards Glossary 2001 Edition”, International Nuclear Verification Series No. 3, Wina (2001).
5. BATAN, “Dokumen Sistem Seifgards RDE”, Serpong (2016).
8. BAPETEN, “Prosedur Evaluasi Bahan Nuklir yang Tidak Dapat Dipertanggung Jawabkan (Material Unaccounted For/MUF)”, Jakarta.
