Supardi daDSukarmanAminjoyo PuslitbangTeknologiMaju BATAN,Yogyakarta
ABSTRAK KARAKTERISTIK BAHAN WADAH PENYIMPANAN ABADI UMBAH RADIOAKTIF PADA TANAH DANGKAL. Telah diteliti karakteristikbahan wadah untukpenyimpanabadi limbah radioaktif aktivitas rendahpada tanah dangkal. Wadah (tempat)pembuanganlimbah harus mampu menahanberat behan, mampumenaJwnpanas dari behan,mampumenahanradiasi dari beban dan mampu menahanpengaruh dari luar wadah misalnyaaliran cairan yang bersifat asamlbasa,panas (cuaca),adanyagempa dan lainlainnya. Oleh karena itu bahan wadah harus dibuat sedemikianrupa sehingga mampu menahansemua pengaruh(dari dalam dan dari luar wadah). Dari penelitian didapat bahan wadahyang dibuat dari beton yang komposisinyaterdiri dari air, semen,pasir, Ca-bentonit berbentuksilinder dengan tebal dinding wadahoptimal/ cm. Larutan limbah cair simulasiSr(NOj)2denganaktivitas3,O/x/O'" JlCilml dimasukkan ke dalam wadah. Kemudian wadah dilakukan uji lindi untuk setiaptebal wadah dan besar ukuran butir meshyang bervariasi. Hasil uji lindi didapatkanukuran butir meshCa-bentonitterbaik yang dipakai setiap ketebalan~'adah. Dari pengujian ini dilhasilkan wadahdengan tebal/cm yang memakaiCa-bentonit60 meshmempunyaikelnampuanterbaik dalam menyerapradionuklida. Laju lindi wadah tersebut sebesar 3,7./0.6 g.cm.2.har,-I. Selain itu juga dilakukan uji tekan denganalat tekan Paul Webberdan didapatkan Jwsil kuattekan terbaikpada wadahdenganCa-bentonit60 meshyaitu 249,25/ kg/cm2.
ABSTRACT THE CHARACTERISTIC FROM REPOSITORY RADIOACTIVE WASTE IN SHALLOW LAND. The characteristic repository material to storage low level radioactive waste in shallow land has been investigated.The repository wastehas to strength to defend ofall effectsfrom inner and outer repository. From investigationwasfound repositorymaterial which wasmade in concretewith his compositionfrom water, cement, sand, Ca-bentonitecylinder form 1 cm optimum by thick wall repository. SrlNOj)2 simulation liquid wastesolution with 3.01.10-4,uCi/ml was put into repository. Then repository was done leachingrate to every thick repositoryand large ofmeshsize whichwas varied. The result leching rate was found the bestmeshsize ofCa-bentonitewhich usedfor everythickenerrepository. From this testwasfound the meshsize of60 meshCa-bentonitehad strength the best to adsorp radionuclide. Repositoryleaching rate was3.7.10-6g.cm-2.han-J.The other leachingrate wasdonealso compressivestrengthby Paul Webber testerand wasfound the bestcompressivestrength result at repository with 60 mesh Ca-bentonitenamely 249.251kg/cm2.
PENDAHULUAN
dan uji non merusak misalnya uji SEM, uji getar, dan lain-lainnya.
Latar belakangMasalah
Wadah (tempat) pembuangan atau penyimpanan limbah seperti disebutkan di atas harus mampu menahan berat behan, mampu menahan panas dari behan, mampu menahan radiasi dari beban dan mampu menahan pengaruh dari luar wadah misalnya aliran cairan yang bersifat asam/basa,panas (cuaca), adanya gempa clan lainlainnya. Oleh karena itu bahan wadah harus dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menahan semua pengaruh (dari dalam clan dari luar wadah) clan harus kedap terhadap semua cairan serta mampu menahan/menyerap zat radioaktif yang mungkin lepas dari padatan limbah.
H
aSil olah akhir limbah radioaktif aktivitas rendah sampai menengah dikerjakan secara imrnobilisasi dengan bahan pemadat semen dan bahan aditif. Hasil olah akhir ini adalah bentuk limbah padat yang radioaktif dan berbahaya yang telah dikemas rapi di dalam drum logam ukuran standar internasional. Sebelum dan sesudah padatan limbah dimasukkan ke dalam drum logam standar, harus sudah lulus dari 2 macam uji seperti uji merusak dan uji non merusak. Untuk uji merusak misalnya uji kual tekan, uji patah, uji gores, uji panas, uji irradiasi, uji lindi, uji banting,
Prosldlng
Pertemuan
dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Y/)gyakarta, 27 Junl 2002
dan Teknologl
Nukllr
ISSN 0216.3128
Supardi dun Sukarman Aminjoyo
tentang pengaruh Ca-bentonit terhadap stabilitas wadah penyimpanan abadi tanah dangkal.
Teori Selanjutnya
hasil padatan berupa kemasan
seperti disebutkan
di atas disimpan
dalam gudang penyitnpanan
Dengan bantuan pustaka di alas dapat digunakan untuk menambah wawasan penelitian karakteristik bahan wadah penyimpanan akhir limbah radioaktif aktivitas rendah pada tanah
sementara di
limbah sementara.
Di
gudang, limbah itu disimpan selama kurang lebih 3 s.d. 5 tahun, paronya
sehingga
zat radioaktif
pendek telah berubah
atau alarni. padatan
Dengan
telah
Akhirnya (wadah)
demikian
berkurang
padatan
penyimpanan
kelayakannya
zat biasa
aktivitas
sesuai
limbah
yang umur
menjadi umur
disimpan
abadi yang
347
dangkal.
limbah paronya.
di
Tujuan Penelitian
tempat Untuk
sudah diteliti
sebagai wadah penyimpanan abadi.
sampai Wadah dipercaya
(tempat)
penyimpanan
memperoleh
untuk penyimpanan
abadi hams
data
tempat
abadi limbah
menengah
pacta
(wadah)
aktivitas
tanah
rendah
dangkal
berwawasan lingkungan
aman terhadap semua pengaruh negatif
yang mungkin terjadi, misalnya sebagai daerah. lipatan, daerah gempa bumi, daerah sumber bahan tambang
galian,
cekungan
air, dan lain -lainnya.
daerah
yang
subur,
Hipotesa
daerah
Ditempat
Bahwa penyimpanan
ini
wadah (temp at) akhir yang abadi
pembuangan/ untuk limbah
padatan limbah harus tidak lagi dapat mencemari
aktivitas
lingkungan
dangkal harus dibuat dari beton yang terdiri
ini
di sekitarnya.
dilengkapi
terjadinya tanah,
wadah
kerikil
ukuran
yang
bersih,
serta Ca-bentonit
dengan besar
tertentu yang dianggap
(tempat)
tahan
asam/basa
komposisinya dan
perlu clan terdiri
Ca-bentonit
penyimpanan
abadi yang
wadah kedap dari
dengan
pasir,
kerikil
itu dibuat air.
persyaratan
mesh
dari
tertentu
bentonit
besar
ukuran
mesh divariasi.
harus dipenuhi
antara
lain seperti
tertentu
serta
tebal
Bahanyang digunakan : Limbah simulasi radioaktif Sr-90, bentonit ukuran partikel 1O, 20, 40, 60, dan 100 mesh, Semen portland Gresik tipe I, pasir, kerikil, dan air.
diatas.
Alat yang digunakan : Ayakan Tyler standar ASTM, Timbangan Sartorius, botol polietilen. pH meter. alat cacah latar rendah.
maka ditambah bahan tambah Ca-bentonit. Dengan demikian maka menurut YATIM, SUFYAN., dan UMBARA, HERU., (1994), keselamatan lingkungan penyimpanan abadi dapat terpenuhi. Di samping itu untuk lebih aman demi keselamatan yang lebih mantap maka konstruksi mengikuti pula aturan IAEA,(1984), NAWY, E.G., (1985), dan SAGEL, R., dkk., (1994). Menurut YULIUS TEGUH, S.P.P., (1996) telah melakukan penelitian
den Presentasl
mesh
sudah dicuci bahan tambah
besar dan Ca-
Road Note No.4. Menurut SUPARDI, (1997), SETIAWAN BUDI., (1994). Supaya wadah itu berfungsi juga sebagai penyerap zat radioaktif
Pertemuan
ukuran
yang
sebagai
Bahan dan Alat.
pasir,
Menurut RAJU, (1983), beton yang baik untuk tempat (wadah) penyimpanan limbah abadi mengikuti perhitungan yang menggunakan metode
Prosldlng
mesh tertentu
TATA KERJA
dari
Syarat yang
diuraikan
dari
Beton
air, semen,
ukuran
pacta tanah
dinding wadah tertentu pula.
syarat
seperti
menengah
campuran air yang layak digunakan (air minum), semen ynag masih segar, sedang untuk pasir dan
yang
memenuhi
di alas, maka
sampai
jatuhan
dan
pacta jarak
-benar
diinginkan
kerikil
memonitor
rendah
di tempat-tempat
-rumputan,
secara periodik
Supaya
tersebut
untuk
sebagai temp at pengambilan sampling.
benar
beton
alat
pencemaran yang terjadi daTi air, udara,
dianggap kritis mewakili
Oleh karena itu ditempat
berbagai
rumput
dilakukan
itu
yang
IImlah Penelltlan
P3TM-BATAN
Cara Kerja Disiapkan bahan yang akan digunakan supaya memenuhi persyaratan untuk penelitian yaitu bentonit mempunyai ukuran partikel 10, 20, 40, 60, dan 100 mesh. Bentonit sebelum digerus dicuci sampai bersih supaya kotoran yang melekat pada batuan bentonit bersih. Pasir clan kerikil dicuci bersih sampai lumpurnya hilang, kemudian dikeringkan pada sinar Dasar IImu Pengetahuan
Yogyakarta,
27 Junl 2002
den Teknologl
Nukllr
matahari sampai kondisi pasir dan kerikil dapat diayak sesuai ukuran yang dinginkan. Dibuat larutan limbah simulasi denganjalan mengencerkan larutan Sr(NO3)2 sampai mempunyai aktivitas jenis 3,OlxIO-4 IlCi/ml. Semen yang akan digunakan perlu diayak untuk mendapatkanbesar butiran yang benar -benar halus sesuai denganyang diinginkan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui karakteristik bahan wadah dalam penelitian ini acta dua macam yaitu uji lindi dan uji tekan. Uji dari basil padatan limbah yaitu uji kuat tekan dengan alat tekan Paul Webber untuk mengetahui kekuatan mekanis dari bahan wadah, dan uji lindi untuk
mengetahui kemampuan kekuatan bahan wadah
Pembuatanbenda uji
terhadap laju lindi cairan didalam dan diluar wadah.
Semua bahan disiapkan sesuai dengan jumlah dan ukuran yang dibutuhkan (sesuai perhitungan). Pertamakali yang dicampuradalah semen,pasir, dan kerikil kemudianditambahkanair sesuai dengan perhitungan. Kemudian diaduk dengankecepatanlambat,sedangdan tinggi secara perlahan sehingga adonan yang terjadi benar benarhomogin. Selanjutnya dituangkan ke dalam wadah (pencetak) yang telah disiapkan sesuai dengan tujuan penelitian. Sampel yang terjadi kemudian diuji untuk uji tekan dan uji lindi. Untuk uji tekan dan uji lindi sampel perlu diperam minimal selama 28 hari kemudian dilepas dari wadahnya dan siap untuk uji tekan dan uji lindi. Pekerjaan diulangi untuk setiap ukuran mesh bentonit dan pasir yang telah disiapkan.
Laju lindi dihitung berdasarkan rumus
R=
At.Wo
Ao.S.t
Dimana, R
= laju lindi (g.cm-2.hari-l)
At
= aktivitas limbah pacta saat t hari (~Ci/ml)
Wo = berat sampel padatan limbah (g) Ao
= aktivitas awallimbah (~Ci/ml)
S
= luas permukaan sampel terlindi (cm1
t
= waktu pelindian (hari)
Berdasarkan rumus di atas dapat dilihat hasil perhitungan seperti tabel 1 s.d. 6 berikut ini.
Tabel 1. Laju lindi (g.cm-2.har;l) pada wadah dengan campuran air, semen, pasir, kerikil ukuran mesh tertentu, tebal J cm dengan berbagai ukuran mesh Ca.
bentonit. Laju lindi wadah pada tiap mesh Ca-bentonit (g.cm-2.h~ri:
Hari 10mesh
20 mesh
40 mesh
60 mesh
100mesh
27,89.10-3
33,33.10-3
35,48.10.3
2
9,72.10-3
13.76.10.3
15,27.10-3
8,71.10-3
18,56.10.3
3
6,48.10-3
7,505.10.3
4,678.10-3
5,805.10.3
12,39.10.3
7
2,4141.10-3
2,0256.10.3
1,5332.10.3
2,1162.10-3
2,4692.10.3
14
1,2071.10-3
1.0128.10.3
0,5892.10.3
0,8091.10-3
1,2346.10.3
28
0,4637.10-3
0,5063.10.3
0,2946.10-3
0,3109.10-3
0,6172.10.3
42
0,2617.10-3
0,2581.10-3
0,1377.10-3
0,0062.10-3
0,3500.10.3
56
0,1963.10-3
0,1488.10.3
0,1033.10.3
0,0046.10-3
0,2007.10.3
70
0,0363.10.3
0,0082.10.3
0,0082.10-3
0,0037.10-3
0,0086.10.3
84
0
0,0069.10.3
0,0032.10-3
0
0
20,04.10-3
40,63.10.3
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002
~~ H ~ I~Ii,
Supardi dan Sukarman Aminjoyo
ISSN 0216 -3128
349
Tabel 2. Laju Lindi (g.cm-2.hari')pada wadahdengancampuran air, semen,pasir, kerikiL ukuranmeshtertentu,tebaLl,5 cm denganberbagaiukuranmeshCa- bentonit. Hari
I
14
Iv
84
~~i
wadah~atiaD mesh c~~tOnit (~.c~ari-
10 mesh
40 mesh
100 mesh
36,619.10.3 16,943.10.3 10,075.10.3 4,3177.10.3 1,5049.10.3 0,3269.10.3 0,2179.10.3 0,1146.10.3 0,0917.10.3 0,0764
28,689.10.3
38,904.10-3
13,036.10.3
14,216.10-3
5,7936.10.3
5,3742.10-3
1,2415.10.3
2,3032.10-3
0,6207.10.3
1,1516.10.3
02176.10.3
0,4403.10-3
0,0623.10.3
0,2935.10-3
0,0467.10.3
0,2201.10.3
0,0373.10.3 0
0,0949.10-3 0,Q~10.3
Tabel 3. Laju Lindi (g.cm-2.haril) pada wadah dengan campuran air, semen,pasir, kerikiL ukuran mesh tertentu, tebaL 2 cm dengan berbagai ukuran mesh Cabentonit. Laju lindi wadahpadatIap--mesh Ca-bentonitJ~:z};affl) Hari 10 mesh 20 mesh 40 mesh 60 mesh 1 0 me 44,336.10- 68,077.1069,181.1054,577.10. 20,147.10- 29,281.1032,523.10. 27,288.10. 19,387.1013,646.10. 10,302.10~ -16,798.1QI 3,2461.1LI 5.8356.10-~ 6,5251.10. 4,4859.10. I 1.2118.10"-' 1_~.2380.10-:;~- 2,9651.10. 2,2429.10. -j 42 () 0,4796.10 0,9725.10' 1,1371.10. 0,9746.10. 0,3197.10O,5515.10.j 0,5604.10. 0,5527.10. ~£ 0,2398.10O,2431.10-J 0,3214.10. 0,3167.10. 0,0577.10O,0585.10-J ~?36.1 O' 0,1386.100 0,0496.10. J~ Tabel I di atas, menunjukkan hasil pelindian pacta tebal wadah 1 cm dengan berbagai ukuran mesh Ca-bentonit. Dari tabel 1 tersebut dapat diketahui bahwa wadah laju lindinya cenderung turun, jika lama rendam larutan makin lama. Bahkan pacta wadah dengan bahan tambahan Cabentonit 10 mesh, 60 mesh, dan 100 mesh sudah tidak dapat terdeteksi pacta hari ke 84. Hal ini membuktikan bahwa wadah mampu menyerap limbah. Dengan data tersebut dapat diketahui bahwa wadah tebal terbaik Icm adalah wadah dengan bahan tambahan Ca-bentonit ukuran 60 mesh. Hal tersebut ditunjukkan dengan hasil pelindian pacta hari ke 70 wadah dengan bentonit ukuran 60 mesh, yakni 3,7.10-6g.cm-2.hari-l. Dari tabel 2 dan 3 dapat diketahui bahwa hasil pelindian pacta wadah dengan tebal 1,5 cm dan 2 cm. Hasil pengukuran akhir yang terbaik untuk kedua ketebalan tersebut dicapai oleh bentonit dengan ukuran 40 dan 10 mesh.
Prosldlng
Pertemuan
Untuk mencari ketebalan wadah yang terbaik dalam limbah radioaktif, dapat dilakukan dengan membandingkan hasil-hasil tabel I, tabel 2, clan tabel 3. Dari ketiga tabel tersebut diperoleh keterangan bahwa untuk bahan wadah dengan ukuran butir bentonit 60 mesh tebal 1 cm adalah yang terbaik. Hal ini ditunjukkan dengan hasil akhir penelitian pada wadah tersebut lebih kecil jika dibandingkan dengan wadah tebal 1,5 cm clan 2cm. Banyak penelitian yang dilakukan clan berhasil membuktikan bahwa Ca-bentonit mempunyai kemampuan menyerap radionuklida dengan baik. Tetapi juga berpengaruh negatip terhadap kekuatan mekanis suatu bahan. Kandungan bentonit yang dipakai dalam penelitian ini adalah 5% dari agregat dalam campuran beton (wadah). Penyebab lolosnya limbah keluar dari dalam wadah dari dalam ke media lindi paling besar
den Presentasilimiah Penelltlan Oasar Ilmu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl ~~OO2
den Teknologl
Nukllr
350
ISSN 0216.3128
ditentukan oleh air media lindi itu sendiri. Air tersebut pada umumnya banyak mengandung karbon dioksida (COz) yang terlarut dan dapat bereaksi dengan kalsium Oksida yang ada pada wadah menurut persamaan: CaO+2CO2 ~
Ca(HCO3h.
Supardi dan SukarmanAminjoyo
besar 10 mesh. Hasil pelindian disajikan dalarn bentuk label berikut. Tabel 4 menunjukkan bahwa wadah dengan bahan tambahan bentonit berukuran 20, 40, daD 60
mesh mempunyai kemampuanterbaik menyerap
(1)
Ca(HCO3)2 ini merupakan senyawa yang berupa larutan di dalam air yang dapat mengakibatkan wadah berlubang. Keadaan ini memungkinkan air makin lama masuk ke dalam wadah, sehingga terjadi kontak dengan limbah yang ada dalam wadah. Untuk menghambat transfer massa limbah, maka wadah perlu dibuat sedemikian rupa sehingga air tidak dapat menembus. D.G. MILER dan P.W. MANSON pernah melakukan penelitian dengan silinder beton yang telah dilindungi dengan larutan bitumen dan larutan ter dimasukkan ke dalam danau Medicine, Amerika Serikat. Danau ini banyak mengandung garam suifat yang tinggi. Pacta awalnya material-material tersebut mampu melindungi beton, tetapi setelah 5 tahun pengaruh yang kecil mulai nampak. Perusakanbeton nampak secara perlahan-lahan setelah 17 tahun. Untuk melihat pengaruh agregat dalam menyerap larutan limbah dibuat bahan wadah yang komposisinya sarna, hanya tidak memakai agregat kasar atau kerikil. Dalam komposisi ini yang masuk kategori kerikil adalah agregat yang mempunyai ukuran lebih besar dari 10 mesh. Wadah ini juga mendapat perlakuan yang sarna dengan wadah yang memakai kerikil. Dalam pembuatan variasi ketebalan wadah dapat sampai 0,5 cm, karena butiran agregat yang dipakai paling
larutan Sr(NO3)2 yang lolos. Keadaan tersebut dibuktikan dengan tidak terdeteksinya lagi larutan limbah dalam media lindi. Hanya saja daTi ketiga ukuran tersebut, wadah dengan ukuran butiran 40 mesh merupakan yang terbaik. Hal ini ditunjukkan angka 1,99.10-5 g.cm-2.hari-1 lebih kecil dibandingkan dengan 2,.2 10-5 g.cm.-2 h an.-I dan,.2 06 10-5 g.cm.-2 har!,-I Kemudian dari tabel 5 daD 6 di bawah ini ternyata bahwa wadah yang memakai bentonit
berukuran 20 mesh mempunyai kemampuan menyerap radionuklida yang terbaik daripada keempat ukuran lainnya, Kecepatan pel indian terakhir yang sempat terukur masing-masing adalah 5,8434.10-5 daD 1,1848.10-4g.cm-2.hari-l. Dari label 1 s.d. 6 tampak bahwa sesungguhnya dengan ketebalan relatif tipis, limbah radioaktif yang dalam penelitian ini diwakili Sr-90 sudah dapat diatasi oleh wadah. Hal ini terbukti dengan sangat kecilnya aktivitas yang berhasil dideteksi. Aktivitas yang masih terlacak setelah 84 hari sebesar 0,33 pCi. Dilihat daTi aktivitas awalnya sebesar 3,01.10-4~Ci, maka telah terjadi penurunanseratus kali. Hal ini terbukti dengan sangat kecilnya aktivitas yang berhasil dideteksi. Aktivitas yang masih terlacak setelah 84 hari sebesar 0,33 pCi. Dilihat dari aktivitas awalnya sebesar 3,01.10-4~Ci. maka telah terjadi penurunanseratuskali.
Tabel 4. Laju Lindi (g.cmo2.han-l) pada wadah dengan campuran air. semen, pasir, tanpa kerikiL ukuran mesh tertentu tebaL0.5 cm del/gal/ berbagai ukuran mesh Ca-
bentonit.
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah P3TM-BATAN
Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr Yogyakarta,
27 Junl 2002
Supardi dan SukarmanAminjoyo
Tabel 5. Laju lindi (g.cm-2.hari-J) pada wadah dengan campuran air, semen,pasir tanpa kerikil ukuran mesh tertentu tebal wadah 1,0 cm dengan berbagai kuran meshCa-bentonit.
Tabel 6. Laju lindi (g. cm-2.haril) pada wadah dengan campuran air, semen, pasir. tanpa kerikil ukuran mesh tertentu, tebal J,5 cm dengan berbagai ukuran mesh
Ca-bentonit. Hari 2
3 7 14
28 42 56 70
84
4i~iwadah
Dadatiap m~~ntonit (g.cm-~-') 40 mesh 60 mesh 30,8030.10-3 31,2330.10-3 45,4290.10'3 38,4230.10-3 13,7370.10-3 i5,6160.10-3 19,5460.10'3 13:4010.10.3 8,3228.10-3! 6,3073.10-3 7,0414.10-3 8,0442.10-3 3,2118.10.3, 2,7031.10.3 2,5670.10-3 2,5524.10.3 1,1888.10.3 1,1497.10-3 0,9814.10-3 0,6380.10-3 n .""" ",-3 0,5056.10-3 0,4395.100,3772.10'3 0,3190.10.3 0,2577.10'3I 0,2252.10-3 0,1763.10'3 0,2127.10-3 10mesh
0,1933.10'3I
0,0833.10.3 I O,0694:~
20 mesh
0,1184 0
0
Dengan demikian bahan wadah yang memakai rancangan beton K-225 dan memakai bahan tambahan bentonit ini dapat diandalkan untuk menyimpan limbah radioaktif pada tanah dangkal. Dalam melakukan pelindian media yang digunakan adalah akuades dengan harga pH 6. Perubahan harga pH terjadi dengan sangat cepat. Satu hari setelah bahan wadah berinteraksi dengan air, harga pH naik menjadi 8,5. Bahkan pada hari kedua sudah mencapai pH 10. pH menjadi relatif stabil setelah mencapai harga 11 pada hari keempat dan selanjutnya. Perubahan ini diakibatkan oleh adanya reaksi antara bahan wadah (beton) yang mengandung kapuT dengan media lindi. Seperti telah diketahui bahwa salah satu unsur penyusun daTi semen adalah kapuT. Sedangkan dalam penelitian ini bahan wadah merupakan campuran daTi semen, pasir, kerikil, air, dan bentonit. Sehingga dalam wadah ini terdapat kapuT yang berasal daTi $emendan bentonit. Dengan demikian
0,1322.10.3 0,1058.10-3 0,0397.10'3
0,1118.10-3 0,0894.10-3 J)j)_320. 1 0-3
100 mesh
69,9520.10-3 22,4500.10-3 19,3180.10-3 4,9230.10-3 2,2371.10-3 0,4850.10-3
0,2485.10-3 0,1307.10.3 0,1045.10-3 0,0374.10-3
bila wadah berinteraksi dengan media lindinya, maka akan terjadi reaksi antara kapur (Ca) dengan air yang menghasilkan Ca(OHh yang bersifat basa, yang otomatis akan menaikkan pH media lindi. Hanya saja yang perlu diperhatikan bahwa air juga mempunyai sifat korosif. Akibat yang ditimbulkan dapat sangat berbahaya. Apa lagi dalam penyimpanan limbah radioaktif pada tanah dangkal, air dari lingkungan relatif banyak. Baik itu yang berasal dari air hujan ataupun air bawah tanah. Guna pencegahan kerusakan wadah limbah radioaktif, perlu dilakukan usaha bagaimana permukaan beton tidak kontak langsung dengan air ataupun senyawa kimia berbahaya yang lainnya. Dalam praktek untuk mencegah kontak langsung tersebut sangat sulit dilakukan. Tetapi kalau untuk meminimalkan banyak hal yang dapat dilakukan. Salah satu diantaranya adalah pemilihan lokasi penyimpanan yang terletak pada daerah kedap air
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarts, 27 Junl 2002
Uji Tekan Untuk mengetahui kekuatan mekanis bahan wadah yang digunakan sebagai tempat penyimpanan limbah radioaktif pacta tanah dangkal perlu diuji kuat tekannya. Uji kuat tekan ini juga untuk mengetahui sejauh mana pengaruh butiran bentonit terhadap kuat tekan. Sebab dalam kenyataannya wadah untuk penyimpanan limbah ini akan selalu mendapat gaya tekan dari arah vertikal ataupun horisontal. Pengujian ini dilakukan dengan memakai alat uji tekan Paul Webber dengan rumus :
Kuattekan(P) = dengan,
F
= kuat tekan minimal diterima sampel mulai
pecah, pada skala alat uji tekan (Paul Webber) dalam ( N atau kgt). 7t.R2= luas permukaan sampel yang kena tekanan (mm2 ataucm1 Data basil uji tekan disajikan pada tabel berikut (tabel 7 daD8):
Tabel 7. Hasil uji kuat tekan wadah dengan dengan campuranair, semen,pasir, kerikil ukuran mesh tertentu berbagai ukuran butir Ca-bentonit dengan waktu peramselama28 hari (kg/cm2)
Tabel 8. Hasi! uji kuat tekan wadah dengan dengan campuran air, semen, pasir, tanpa keriki! ukuran mesh tertentu dengan berbagai ukuran butir Ca-bento nit dengan waktu peram se!ama 28 hari (kg/cm2)
Pengujian dilakukan setelah beton berumur 28 hari dari penyetakan. Dari label 7, di bawah ini ternyata wadah dengan bentonit 60 mesh mcmpunyai kckuatan tekan yang paling tinggi di antara yang lainnya, yakni 249,250737 kg/cm2 . Sementara itu dari label 8, dikctahui bahwa wadah dengan ukuran butiran bentonit 100 mesh mempunyai kuat tekan paling besar, yaitu 301,061721 kg/cm2. Bila di-bandingkan dengan wadah yang mcmakai kerikil ternyata lebih besar. Hali tersebut menunjukkan bahwa tanpa kerikil dalam penelitian ini tebih rapat atau dengan kala lain densitasnya lebih besar. Walaupun kuat tekannya lebih besar wadah dengan tidak memakai agregat kasar sangattidak ekonomis.
Prosldlng
Pertemuan
Ca-bentonit yang ada di dalam beton juga ikut mempengaruhi kekuatan tekan. Bila bereaksi dengan air. mineral bentonit akan mengembang. Pengembangan ini akan terus memacu air menyusup ke dalam bentonit. sehingga dalam adonan beton otomatis akan terdapat banyak udara. Menurut YULIUS yang telah membuktikan bahwa pertambahan bahan aditif Ca-bentonit dalam adonan beton akan menurunkan stabilitas wadah. Hal ini dibuktikan dengan menurunnya kuat tekan yang dihasilkan wadah sejalan dengan bertambahnya prosentaset>entonit. Oari data penelitian. ternyata kuat tekan wadah yang ada kereikilnya sangat berbeda dengan yang tidak menggunakankerikil. Pengaruh tersei?ut akan semakin terlihat jelas bila dalam skala yang lebih besar.
dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Vogyakarta, 27 Junl 2002
dan Teknologl
Nukllr
353
ISSN 0216 -3128
lupardi dan SukarmanAminjoyo
Ada empat faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton: 1. Bahan-bahan campuran yang meliputi air, semen, agregat, daD bahan pembantu (tambahan). 2. Cara-cara persiapan, termasuk di dalamnya
antara
lain
penentuan proporsi
bahan,
pengadukan, pengecoran, pemadatan, daD lain sebagainya.
3. Perawatanbeton selama pemeramansebelum diuji. 4. Keadaan pacta saat dilakukan pengujian. Baik itu bentuk daD ukuran dari sampel atau keadaan
permukaan dari landasan.
Bahkan cara
pembebanan juga sangat mempengaruhi basil
pengukuran.
3. SETIAWAN, BUDI., FESALINA TJ. Dan Susilowati, Dewi., "Penyerapan Sr-90 dan Cs137 oleh Campuran Bentonit-Pasir Sebagai Bahan Urug." Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamatan PL TN Serta Fasilitas Nuklir II, BATAN, 1994. 4. YATIM,
SUFYAN.., dan UMBARA,
1994,
"Keselamatan
HERU.,
Lingkungan
Penyimpanan Lestari Bahan Bakar Bekas PLTN", Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir II, BATAN,1994. 5. IAEA, 1984, "Design, Construction, Operation, Shutdown and Surveillance of Repositories for Solid Radioactive Wastes in Shallow Ground", Safety Series no.63, Vienna. 6. NAWY, E.G., "Reinforced Concrete," A fundamental Approah, Prentice Hall Inc.,1985.
KESIMPULAN Dari basil penelitian dapat ditarik kesimpulan bahwa, dalam pembuatan bahan wadah untuk penyimpanan limbah radioaktif pada tanah dangkal penambahan Ca-bentonit sebanyak 5% secara mekanis kuat tekan masih memenuhi syarat . Uji tekan terbaik dalam penelitian ini sebesar 249,25 kg/cm2 pada wadah dengan Ca-bentonit ukuran butir 60 mesh. Uji lindi terbaik pada wadah dengan ketebalan I cm yang memakai bahan tambahan Ca-bentonit berukuran butir 60 mesh. Laju lindi wadah tersebut sebesar 3,7.10-4 g.cm-2.hari-l. Pengaruh penambahan Cabentonit menyebabkan laju lindi zat radioaktif dan non radioaktif daTi padatan limbah ke media lindi lebih berkurang (minimal) lagi. Fungsi Ca-bentonit di sini sebagai penyerap zat radioaktif spesifik dan non radioaktif sekaligus sebagai penjepitnya disamping sebagai pengisi pori-pori yang terjadi di dalam bahan wadah.
DAFfARPUSTAKA 1. RAJU., 1983, Design of Concrete Mixes, CBS Publisher and Distributor, India (1983) 2. SUPARDI, SUKARMAN AMINJOYO, BANG ROZALI, "Optimalisasi Penggunaan Bahan Lokal Sebagai Penyerap Pencemaran Lingkungan Tanah Dangkal." Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Pengolahan Limbah I Serpong, 10 -11 Desember 1997
7. SAGEL, R., KOLE, P. dan GIDEON., 1994, "Pedoman Beton," Erlangga, Jakarta, 1994.
KUSUMA, Pengerjaan
8. YULIUS, TEGUH., S.P.P., "Pengaruh Bahan Tambahan (Ca-bentonit) Terhadap Stabilitas Wadah Penyimpanan Lestari pacta Tanah Dangkal" PATN -BATAN, 1996.
TANYAjAWAB Jati Susilo ..Mengapa limbah hanya mengandung Sr(NO3)2 saja, apa kondisi ini sudah mewakili sebagai kondisi limbah cair radioakvitas rendah.
Supardi .Sudah mewakili limbah radioaktivitas rendah, karena limbah tersebut di atas telah mengandung salah satru zat radioaktiv aktivitas rendah dari kompleknya (yaitu 3 unsur yang terdiri dari Sr90, Cs137 dan Co60). Dari kelompok ini yang menjadi dasar penentuan bahwa limbah itu disebut aktivitas rendah. Umur para Sr90 dibulatkan keatas menjadi 30 tahun dan dianggap bahwa dalam 10 kali waktu Sr9Q menjadi zat alami. Jadi dalam waktu 900 tahun diperkirakan sementasi limbah telah rusak, itu tidak menjadi masalah karena zat radioaktif tersebut telah berubah menjadi alami (tidak mencemari lingkungan).
Prosldlng Pertemuan den Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan den Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002
354
ISSN 0216. 3128
Supardi dan Sukannan Aminjoyo
Sucipta ...Apakah komposisi bahan wadah telah memenuhi persyaratanuntuk kinerja sebagai bahanwadahpembuangan limbahradioaktif.
Pristi Hartati ~ Yang termasukpengaruhdari dalam dari luar itu apa saja, apakah mampu bahan wadah tersebutmengatasinya.
Supardi
Supardi .Pengaruh dari dalam adalah berat, panas, radiasi don kemungkinanlolosnya daTi zat radioaktif dalam padatan limbah seperti diuraikan diatas. Kondisi ini harus mampu ditanggulangi oleh wadah, sehingga lingkungan terhindar dari pencemaran. Sedangkanpengaruhdari luar wadahadalah perubahan cuoco,aliran cairan yang bersifat asam, basa, korosij; gempa don lain-lainnya
.Sudah memenuhi, karena hasil fisik dan kimia daTi wadah itu telah diuji kuat tekan dan uji lindinya telah memenuhi syarat yaitu diatas kuat tekan 20 N/mm2 dan uji lindi lebih kecil daTi J x J0-3 ,uCilml .Apalagi telah ditambah Ca-bentonit pada sementasi itu yang beifungsi memperbaiki hasil sementasi limbah. Karena Ca-bentonit bersifat sebagai
zat penyerap khusus untuk
S~
dan
mengarahkan letak penjepitan S~ di dalam padatan limbah sehingga S~ letaknya ditengah-tengah SiO2 dan Al2O3 dan terjepit kuat. Dengan demikian zat radioaktif sulit keluar atau lepas ke lingkungan, baik pengaruh daTi dalam dan daTi luar padatan sementasi limbah.
Prosldlng
Pertemuan
yang
berusaha
merusak wadah tersebut
diatas don itu semuanya harus mampu dicegaho/ehwadah.
dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002
dan Teknologl
Nukllr
