Presiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir-V,. ISSN No.: 1410-0533
Serpong. 28 Juni 2000 *
ID0200244
PRINSIP-PRINSIP DASAR MANAJEMEN KECELAKAAN
REAKTOR DAYA
Oleh : Aliq, Suharno, Anhar R.A., Hendro Tj., Julwan H:P., Andi S., Edy K. A B S T R A K
P R I N S I P - P R I N S I P D A S A R M A N A J E M E N K E C E L A K A A N R E A K T O R DAYA. Telah dilakukan tinjauan mengenai m a n a j e m e n kecelakaan pada reaktor daya.
T u j u a n n y a adalah untuk m e m a h a m i prinsip-prinsip dasar m a n a j e m e n kecelakaan pada reaktor daya pada u m u m n y a . Berdasarkan tinjauan yang dilakukan, dapat dipahami b a h w a manajemen keceiakaan pada dasarnya adalah suatu tindakan-tindakan y a n g dilakukan oleh staf operator dan technical support group untuk m e n c e g a h pelelehan teras, m e m p e r t a h a n k a n bejana jika teras meleleh (in-vessel m a n a g e m e n t ) , mempertahankan containment sejauh m u n g k i n (containment m a n a g e m e n t ) dan meminimalkan pelepasan material radioaktif ke lingkungan (release management). Tindakan-tindakan tersebut diambil dengan m e n g a c u pada accident m a n a g e m e n t procedures d a n guidances yang telah dibuat. Mengingat bahwa segala m a c a m skenario dapat terjadi pada kecelakaan, maka p e n g e m b a n g a n procedures d a n guidances lebih ianjut tidak hanya m e m p e r t i m b a n g k a n skenario kecelakaan tertentu seperti kehilangan daya listrik a t a u LOCA, tetapi juga didasarkan pada analisis keadaan y a n g berkembang selama kecelakaan (state-oriented).
A B S T R A C T
B A S I C P R I N C I P L E S O F A C C I D E N T M A N A G E M E N T FOR N U C L E A R P O W E R P L A N T . A Review of accident m a n a g e m e n t for nuclear power plant w a s done. The
objectives are to understand the basic principles of accident m a n a g e m e n t for nuclear p o w e r plant. Based on our assessment, the basic principles of accident m a n a g e m e n t are summarized as follows. Accident management are the action t a k e n by plant operating and technical staff, to prevent core d a m a g e , to retain core within the reactor vessel, to maintain containment integrity as long as possible, and to minimize the effect of releases of radioactive material to the environment. These actions m u s t refer to the procedures and guidances have been developed. Because the progression of the accident is difficult to be predicted, development of the procedures and rjuidances are no longer based on the accident sequences s u c h as station blackout or LOCA (event-oriented) but it's based on the progression of the plant states during accident (state-oriented).
Presiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir-V Serpong. 28 Juni 2000
ISSN No.: 1410-0533 P2TKN-BATAN
P E N D A H U L U A N
Keselamatan p a d a tahap pengoperasian P L T N m e r u p a k a n t a n g g u n g j a w a b u t a m a pemilik P L T N tersebut. Para pemilik P L T N di berbagai , negara telah
m e n g e m b a n g k a n p r o s e d u r operasi darurat (emergency operating procedures) atau E O P yang dipersiapkan untuk m e n g a t a s i permasalahan o p e r a s i t e r m a s u k kecelakaan. Dalam mengatasi kecelakaan, E O P tersebut dibuat d e n g a n m e n g a c u pada sekuensi kecelakaan yang m u n g k i n terjadi khususnya kecelakaan d a s a r disain (DBA) seperti station blackout, k e c e l a k a a n kehilangan pendingin ( L O C A )
d a n lain-lain.
Pada kenyataannya, seperti y a n g terjadi pada kecelakaan T M I - 2 d a n Chernobyl, kecelakaan berkembang tidak harus mengikuti skenario kecelakaan
y a n g telah d i r u m u s k a n dan p e r k e m b a n g a n kecelakaan sulit diprediksi. Hal ini m e n y a d a r k a n s e m u a pihak tidak hanya para pemilik (uti'ity) tetapi juga badan p e n g a w a s (regulathory body) untuk melihat kembali pendekatan-pendekatan yang
telah mendasari p e n g e m b a n g a n E O P dan berusaha m e r u m u s k a n kembali prosedures dan guidances berdasarkan pendekatan-pendekatan y a n g baru.
Pendekatan baru ini secara u m u m d i r u m u s k a n dalam konteks m a n a j e m e n kecelakaan dimana pengembangannya pertama-tama melihat kembali tujuan keselamatan (safety objective).
T U J U A N K E S E L A M A T A N
Manajemen kecelakaan m e r u p a k a n lapis terakhir dari prinsip pertahanan berlapis setelah c p e r a s i normai (lapis pertama) dan pengendalian kecelakaan dasar disain (lapis kedua). Apabila lapis pertama dan kedua g a g a l , m a n a j e m e n kecelakaan dipersiapkan untuk m e m b e r i k a n lapis proteksi terakhir untuk
meminimalkan dan mengakhiri p e l e p a s a n material radioaktif ke lingkungan. Oleh karena itu, p e n g e m b a n g a n m a n a j e m e n kecelakaan perlu m e n g a c u pada tujuan keselamatan yaitu m e n c e g a h k e r u s a k a n teras, mencegah gagalnya bejana d a n pipa-pipa sistem pendingin reaktor, m e n c e g a h kegagalan p e n g u n g k u n g , d a n mengatasi pelepasan produk fisi. Selain tujuan keselamatan, m a n a j e m e n
kecelakaan juga perlu m e m p e r t i m b a n g k a n hasil-hasil penelitian kecelakaan parah d a n pengalaman kecelakaan terutama k e c e l a k a a n TMI-2 dan C h e r n o b y l .
Presiding Presentasi Ilmiah Teknolog Keselematan Nukllr-V,, Serpong, 28 Juni 2000
ISSN No.: U10-0b33 P2TKN-BATAN
PRINSIP D A S A R M A N A J E M E N K E C E L A K A A N
M a n a j e m e n kecelakaan pada dasarnya adalah suatu tindakan-tindakan yang dilakukan oleh staf operator dan technical support group untuk mencegah pelelehan teras, mempertahankan bejana jika teras meleleh (in-vessel management), mempertahankan containment sejauh mungkin (containment management) dan meminimalkan pelepasan material radioaktif ke lingkungan (release management). Tindakan-tindakan tersebut diambil dengan mengacu pada accident management procedures (AMP) dan guidances (AMG) yang telah d i k e m b a n g k a n . A M P adalah instruksi-instruksi yang dibuat oleh utiliy untuk digunakan staf PLTN dalam meresponse secara tepat pada awal kecelakaan parah yaitu 1 j a m mulai terjaai kecelakaan. S e d a n g k a n A M G adalah informasi-informasi m a n a g e m e n plus program perhitungannya untuk digunakan staf operator dalam mendiagnosa status P L T N , memprediksi kondisi y a n g akan datang d a n memilih tindakan y a n g tepat dari pilihan-pilihan yang a d a . Tindakan yang diambil ini bersifat jangka panjang (1 j a m setelah kecelakaan d a n seterusnya) untuk melengkapi tindakan y a n g diambil lebih awal berdasarkan A M P seperti dilukiskan pada diagram di bawah ini :
t=0 t = l j a m
G a m b a r 1 I m p l e m e n t a s i A M P d a n A M G
A M P pada dasarnya dapat dianggap sebagai perluasan dari EOP untuk mengurusi kecelakaan parah. T a m b a h a n - t a m b a h a n yang diberikan berkaitan dengan instruksi-instruksi yang dibutuhkan jika pelelehan teras, kegagalan vessel
dan containment telah terjadi sehingga AMP ini dibutuhkan jika EOP tidak sukses.
Kedudukan E O P , A M P , dan A M G dapat dijelaskan d e n g a n menggunakan struktur prosedur di bawah ini.
Prosiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir-V" ISSN No.: 1410-0533
Serpong. 28 Juni 2000 P2TKN-BATAN
4.
EOP
E v e n t -o r i e n t e d Non-event orientedEXTENDED
EOP
3. AM G
Technical support
crisis team
G a m b a r 2. Struktur P r o s e d u r d a n G u i d a n c eP e n g e m b a n g a n prosedur dan guidance di atas dilakukan d e n g a n memanfaatkan data d a n infcnnasi d a r i :
Skenario Kecelakaan Hasil PSA l e v e l - 1 , 2 d a n 3 Penelitian Kecelakaan
Pengalaman operasi d a n kecelakaan Prosedur yang sudah ada
K e m a m p u a n sistem keselamatan
Data d a n informasi untuk setiap aspek diatas dapat dijelaskan secara ringkas sebagai berikut:
Prosiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir-V:. Serpong, 28 Juni 2000 i
ISSN No.: 1410-0533 P2TKN-BATAN
S K E N A R I O K E C E L A K A A N
Kecelakaan diawali d e n g a n kejadian listrik padam, yang diikuti dengan rekator trip, p e m b u a n g a n panas peluruhan melalui kolam IRWST oleh sistem p e m i n d a h panas peluruhan (PRHR) yang kemudian diiukii oleh mekanisme " f e e d
and bleed" yang melibatkan sistem penurunan tekanan (ADS), dan sistem
pengantian pendingin yang hilang dari CMT melalui Accumulator. Fase ini m e r u p a k a n fase yang rawan y a n g dapat berkembang menjadi kecelakaan parah bila penerapan manajemen kecelakaan pada tingkat bejana (in-vessef) ini
mengalami kegagalan seperti terjadi pada TMI-2. Kecelakaan dapat diikuti dengan
terjadinya L O C A melalui katup P O R V (power operated relief valve) pada pressurizer atau melalui pump seal akibat terjadi fluktuasi temperatur dan tekanan selama fasa feed and bleed yang disertai gagalnya A D S .
Kejadian-kejadian yang mungkin berkembang didalam bejana adalah naiknya temperatur kelongsong y a n g cukup menimbulkan oksidasi eksotermal
yang dapat m e r a p u h k a n kelongsong, thermal sock akibat injeksi pendingin yang tak terkontrol serta pembangkitan sejumlah gas hidrogen yang merupakan potensi bahaya selanjutnya. Jika kejadian berkembang sedemikian rupa sampai teias meleleh, maka m a n a m e j e n kecelakaan harus diarahkan untuk mempertahankan integritas bejana. Gagalnya bejana reaktor menyebabkan lapisan terakhir yaitu
pengungkung menjadi pusat perhatian. Hal yang dapat menyebabkan stuktur p e n g u n g u n g gagal yaitu tekanan dan temperatur berlebih akibat p e n a m b a h a n energi dari bejana dalam bentuk uap dan missil yang dibangkitkan dari ledakan uap dan terbakarnya gas hidrogen yang terakumulasi di dalam pengunkung. Tingginya konsentrasi gas hidregen dapat dikurangi dengan operasionalnya spray systerr,
dan fan coolers. PSA
Hasil studi PSA dan studi deterministik untuk dasar disain L W R
m e n u n j u k k a n b a h w a kecelakaan pada LWR tidak akan disertai kenaikan daya yang besar karena d e n g a n berbagai sebab, reaksi fisi akan berhenti. Tetapi perhatian y a n g besar perlu diarahkan pada pemindahan panas jangka panjang setelah fisi berhenti.
ProsltMng Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nukllr-Vr • ISSN No.: 1410-0533
Serpong, 2B Juni 2000 P2TKN-BATAN
P E N E L I T I A N K E C E L A K A A N P A R A H
Hasil-hasil penelitian yang dapat menunjang p e n g e m b a n g a n m a n a j e m e n kecelakan dapat dijelaskan secara ringkas sebagai b e r i k u t :
• Hasil-hasil perhitungan pendinginan teras darurat memperkirakan b a h w a satu kali temperatur bahan bakar melebihi 150C K, maka reaksi eksotermik a k a n menjadi sangat cepat sehingga pendinginan y a n g m e m a d a i tidak d a p a t dilakukan dan kerusakan teras akan terjadi.
• Studi keselamatan W A S H - 1 4 0 0 menunjukkan bahwa b e r m a c a m - m a c a m m o d e l
kegagalan pengungkung adalah mungkin dan akan menghasilkan b e r m a c a m -m a c a -m -model pelepasan radioaktif ke lingkungan. Dala-m studi ini, k e g a g a l a -m pengungkung diasumsikan tak terhindarkan apabila teras meleleh.
P E N G A L A M A N K E C E L A K A A N
Beberapa pengalaman penting dapat dijadikan p e g a n g a n dalam m e n e n t u k a n prosedur operasi untuk mengatasi kecelakaan. Pengalaman yang dapat diambil dari kejadian kecelakaan yaitu :
• Kecelakaan TMI-2 memberikan pengalaman bahwa lelehnya teras reaktor tidak harus menyebabkan bejana reaktor meleleh.
• Kecelakaan bisa saja terjadi pada daya rendah dissmping pada daya tinggi (kejadian Chernobyl).
• Banyak kemungkinan yang dapat terjadi pada setiap kecelakaan y a n g tidak diperhitungkan sebelumnya oleh skenario kecelakaan yang telah dibuat.
P R O S E D U R Y A N G A D A
Prosedur yang sudah dibuat terangkum dalam Emergency Operating
Procedures (EOP) yang dirancang untuk mengatasi kecelakaan di d a l a m kategori D B A (design basis accident). Pengalaman kecelakaan TMI-2 d a n C h e r n o b y l menuntut utility m e r u m u s k a n kembali program m a n a j e m e n kecelakaan t e r m a s u k prosedur operasi darurat yang sudah ada dan m e n g e m b a n g k a n n y a untuk mengatasi kecelakaan diluar dasar disain (beyond DBA) P e n g e m b a n g a n p r o g r a m
m a n a j e m e n kecelakaan parah pada dasarnya adalah p e n g e m b a n g a n strategi-strategi, prosedur dan petunjuk (guidances) untuk m e n c e g a h d a n m e n g a t a s i kecelakaan parafi yang mungkin terjadi. Prosedur dibuat untuk m e m b e r i k a n
Prosiding Presentasi llmlan Teknologi Keselamatan Nukllr-V Serpong, 28 Juni 2000
ISSN No : M r c u v l i P2TKN-8ATAN
di d a l a m d a n diluar ruang kendali selama kecelakaan. Berdasarkan pengalaman k e c e l a k a a n TMI-2, adalah mungkin menyusun prosedur rinci untuk mengendalikan dan menghentikan laju pelelehan teras di dalam bejana reaktor. Jika kejadiannya lebih parah dari itu, hanya guidance saja yang dapat disusun karena status
parameter reaktor tidak tentu dan jalannya kecelakaan suiit diprediksi. Hal ini yang m e m b e r i k a n arah baru pada pengembangan manajemen kecelakaan bahwa p e n g e m b a n g a n prosedur kecelakaan dan guidance tidak lagi hanya berdasarkan sekuensi kecelakaan (event-oriented), tetapi harus berdasarkan analisis keadaan
(state) yang berkembang selama kecelakaan (state-oriented).
K E M A M P U A N SISTEM K E S E L A M A T A N
Berdasarkan tujuan keselamatan, manajemen kecelakaan dapat diarahkan pada lapis pertama yaitu vessei, kemudian containment, dan terakhir pelepasan material radioaktif. Sistem, komponen atau tindakan yang diperlukan dalam mengatasi perkembangan kecelakaan di dalam vessel m e l i p u t i :
• Sistem pemindah panas utama • Sistem injeksi tekanan tinggi
• Sistem injeksi normal menggunaan accumulator • Sistem air umpan konvensional
• Pompa sistem pemadam kebakaran
• Pembanjiran reactor cavity
Sistem, komponen atau tindakan yang diperlukan dalam mengatasi p e r k e m b a n g a n kecelakaan di dalam containment meliputi tindakan untuk m e n g a t a s i overpressure, overtemperature dan missiles akibat dari D C H (direct containment heating), DCG (detonation of combustible gas), dan steam explosion. Untuk itu disediakan :
• Filter venting
• Flooding reactor cavity • Recombiners dan igniters • Spray system
Prosldlng Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nukllr-V. Serpong, 28 Juni 2000
ISSN No.: U10-0S33 P2TKN-BATAN
Sistem, k o m p o n e n atau tindakan y a n g diperlukan d a l a m mengatasi
pelepasan material radioaktif dari containment melibatkan : • P O R V dan SRV
• Sistem Isolasi
• Containment spray system • Chemical additives
• Filter venting • Flooding system
Penggunaan spray system, chemical additives dan filter d a l a m 5 hari pertama kecelakaan diperkirakan dapat m e n u r u n k a n konsentrasi produk fisi dalam aerosol sampai 4-5 kali konsentrasi semula.
K E S I M P U L A N
Berdasarkan tinjauan yang dilakukan, d a p a t dipahami b a h w a m a n a j e m e n
kecelakaan pada dasarnya adalah suatu tindakan-tindakan y a n g dilakukan oleh staf operator dan technical support group untuk m e n c e g a h pelelehan teras, mempertahankan bejana jika teras meleleh (in-vessel m a n a g e m e n t ) , mempertahankan containment sejauh mungkin (containment m a n a g e m e n t ) dan meminimalkan pelepasan material radioaktif ke lingkungan (release m a n a g e m e n t ) .
Tindakan-tindakan y a n g diambil harus m e n g a c u pada accident m a n a g e m e n t procedures dan guidances yang telah d i r u m u s k a n . Mengingat b a h w a segala m a c a m skenario dapat terjadi pada kecelakaan, m a k a p e n g e m b a n g a n procedures dan guidances tersebut tidak hanya berdasarkan pada skenario kecelakaan tertentu seperti kehilangan daya listrik atau L O C A , tetapi juga d i d a s a r k a n pada
analisis keadaan y a n g berkembang selama k e c e l a k a a n (state-oriented).
D A F T A R P U S T A K A
1. Accident M a n a g e m e n t Programmes in Nuclear Power Plants, IAEA Technical Reports Series No. 368, IAEA, Vienna, 1994
2. Severe Accidents in Nuclear Power Plants, Proceeding of A S y m p o s i u m , Sorrento, 21-25 M a r c h 1988.
