Analisis Keselamatan Probabilistik (Probabilistic Safety Analysis)
D T Sony Tjahyani Bidang Analisis Risiko dan Mitigasi Kecelakaan Pusat Pengembangan Teknologi Keselamatan Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional Disampaikan pada National Basic Professional Training Course on Nuclear Safety Jakarta, 19 - 30 Juli 2004
Materi Kursus • • • • •
Latar belakang PSA dan tujuan kursus Hubungan PSA dan konsep risiko Tujuan, proses dan tahapan PSA Kejadian awal Analisis sistem : analisis pohon kejadian, analisis pohon kegagalan dan data keandalan • Kegiatan PSA level 1 pada reaktor riset
Latar Belakang PSA dan Tujuan Materi • Th 1975 : US-NRC melakukan studi keselamatan reaktor ⇒ kajian tentang risiko kecelakaan pada reaktor daya (komersil) di US ⇒ WASH 1400 • Perkembangannya diterapkan pada reaktor riset dan reaktor daya • Saat ini diterapkan pada fasilitas nuklir non reaktor • Tujuan kursus : memberikan pemahaman konsep dan analisis logika PSA level 1, 2 dan 3
Konsep Risiko • Risiko : kombinasi antara konsekuensi dan kemungkinan terjadinya suatu kejadian • Konsekuensi : hasil kejadian yang berpengaruh terhadap masyarakat : – Jiwa – Kesehatan – Ekonomi, dll
Konsep Risiko • Probabilitas/kebolehjadian : kemungkinan terjadinya suatu kejadian • Frekuensi : jumlah terjadinya suatu kejadian persatuan waktu Risiko
⎡ Besarnya konsekuensi ⎤ ⎢⎣ ⎥⎦ Satuan waktu
= Frekuensi
⎡ Kejadian ⎤ ⎢⎣ Satuan Waktu ⎥⎦
x Konsekuensi
⎡ Besarnya ⎤ ⎢ Kejadian ⎥ ⎣ ⎦
PSA Dan Konsep Risiko • PSA : – Sesuai dengan konsep risiko – Metoda analitis menjawab 3 hal yaitu : • Apakah yang dapat membuat kesalahan ⇒ Perlu dibuat skenario Kecelakaan • Bagaimana kemungkinan terjadinya setiap skenario ⇒ Harus menghitung frekuensi • Apakah Pengaruhnya ⇒ Menentukan konsekuensi
Tujuan PSA •
Tujuan : 1. Mengidentifikasi : ¾ Kejadian awal (initiating event) ¾ Sekuensi kejadian yang mempunyai kontribusi terhadap risiko
2. Menentukan ukuran kuantifikasi dari kontribusi terhadap risiko 3. Menentukan evaluasi konsekuensi yang berpotensi pada sekuensi kecelakaan hipotetik
Tujuan PSA 4. Memberikan keputusan terhadap disain, operasi dan tapak reaktor terhadap risiko 5. Menentukan interaksi antara sistem dan manusia/operator 6. Mengatasi kecelakaan dasar disain dengan kegagalan beruntun (multiple failure)
Proses PSA •
Kegiatan PSA : 1. Menemukan titik lemah pada saat kecelakaan parah (severe accident) 2. Memberikan hasil kuantitatif untuk penunjang pengambil keputusan
•
3 level PSA
Proses PSA • PSA level 1 (analisis sistem) : – Isi analisis : 9 Melihat semua pemicu (initiator) kecelakaan 9 Tanggapan/respon dari sistem/operator
− Hasil : 9 Frekuensi teras meleleh 9Jenis kontribusi terhadap teras meleleh
Proses PSA • PSA level 2 (analisis kontainmen) : – Isi analisis : 9 Frekuensi kegagalan kontainmen 9 Modus kegagalan komponen
− Hasil : 9 Kategori pelepasan dari kontainmen 9 Frekuensi pelepasan dari kontainmen
Proses PSA • PSA level 3 (konsekuensi radiologi) : – Isi analisis : 9 Konsekuensi kesehatan terhadap masyarakat 9 Konsekuensi terhadap lingkungan
− Hasil : 9 Perkiraan risiko pada masyarakat 9 Perkiraan risiko secara ekonomi
Tahapan PSA level 1 1. Identifikasi dan pengelompokan kejadian awal termasuk pemicu berdasarkan kecelakaan dasar disain ⇒ pengalaman operasi 2. Menentukan kriteria sukses berdasarkan analisis keteknikan ⇒ engineer bidang mekanik dan komputer 3. Pembuatan model sekuensi kecelakaan ⇒ pohon kejadian (event tree) dan pohon kegagalan (fault tree) ⇒ engineer untuk sistem, pengalaman operasi & perawatan, ahli pembuat model PSA
Tahapan PSA level 1 4. Estimasi parameter (misal : laju kegagalan komponen) ⇒ ahli statistik, ahli keandalan manusia atau ergonomik 5. Kuantifikasi sekuensi kecelakaan ⇒ ahli PSA 6. Dokumentasi dan evaluasi hasil
Tahapan PSA Level 2 1. Evaluasi kecelakaan kerusakan teras parah : • •
Fenomena dari proses pelelehan teras Respon kontainmen terhadap perubahan struktur berdasarkan analisis struktur
2. Mengidentikasi dan mengkuantifikasi fenomena fisis kecelakaan parah 3. Menentukan hasil : • • •
Probabilitas jenis kegagalan kontainmen Waktu dari kegagalan kontainmen Fraksi dari radionuklida yang dilepaskan ke udara (source term)
Proses Pelelehan Teras Pada Kontainmen
Pelepasan Produk Fisi Selama Kecelakaan
Transpor Produk Fisi Dan Proses Disposisi Secara Alami
stefan flow
aerosol
chemisorption
condensation
steam diffusion
condensation
vapor aerosol
impaction
sedimentation thermophoresis
Pengurangan Inventori (Radionuklida) Ke Lingkungan Selama Transpor
Hubungan PSA level 1 dan 2
Pengertian dari CET (Containment Event Tree)
Level 1 Kejadian Awal, Keg. sistem Tindakan op.
Level 2 Teras rusak
Integritas Kontainmen
Pelepasan Produk fisi Ke lingkungan
Tahapan PSA level 3 • Analisis tentang model proses transpor radionuklida setelah lepas dari kontainmen : – Model deposisi dan transpor di udara • Paparan radiasi yang diterima langsung • Paparan radiasi dari source term dengan model plume • Luas daerah kontaminasi • Lamanya waktu paparan
Tahapan PSA level 3 – Pathway model • Jalan yang ditempuh radionuklida masuk ke dalam tubuh manusia • Dosis yang terakumulasi dalam tubuh manusia
– Model yang membawa pengaruh terhadap kesehatan • Fatal dan luka yang diharapkan terjadi dalam 1 tahun (acute health effect) • Kanker yang diharapkan membawa kematian yang terjadi selama hidup (late health effect)
Tahapan PSA level 3 – Model yang berhubungan konsekuensi lainnya : • Distribusi populasi • Respon terhadap kedaruratan • Pengaruh ekonomi
dengan
faktor
Tenaga Yang Dibutuhkan Dalam PSA (Berdasarkan NUREG/CR-2300) PSA Level 1 Tugas Pengumpulan Informasi awal Penyusunan pohon kejadian dan model sistem
Perkiraan Tenaga (OB) 1-2 29 - 38
Analisis prosedur dan keandalan manusia
2-3
Pengembangan data
5-6
Kuantifikasi sekuensi kecelakaan
9 - 12
Kejadian eksternal*
14 - 18
Analisis ketidakpastian
3-4
Pengembangan dan interpretasi hasil
2-3
Jumlah
51 - 86
Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA (Berdasarkan NUREG/CR-2300) PSA Level 2 Tugas Analisis proses fisis
Perkiraan Tenaga (OB) 15 - 137
Analisis pelepasan radionuklida dan transport
5 – 20
Kejadian eksternal
3–4
Analisis ketidak pastian
2–8
Pengembangan dan interpretasi hasil
2 -30
J u m l a h (PSA level 1 & 2)
78 - 285
Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA (Berdasarkan NUREG/CR-2300) PSA Level 3 Tugas
Perkiraan Tenaga (OB)
Analisis transport ke lingkungan dan konsekuensi
3–4
Kejadian eksternal
1-2
Analisis ketidak pastian
1–2
Pengembangan dan interpretasi hasil
2 -30
J u m l a h (PSA level 1, 2 & 3)
84 - 295
Kejadian Awal • Setiap potensi terjadi yang mengganggu jalannya operasi – Dikuantifikasi dengan frekuensi
• Terjadi pada : – Reaktor padam (shut down) – Daya rendah – Daya penuh ⇐ PSA pada umumnya
dapat
Kejadian Awal • Jenis : – Internal : LOCA dan transient – Eksternal : Bencana alam, jatuhnya pesawat, teroris, dll
• Hal yang dilakukan : – Identifikasi secara komprehensif, pemicu yang mengganggu jalannya operasi – Pengelompokan kejadian awal yang sama berdasarkan respon system – Kuantifikasi masing-masing kategori kejadian awal
Kejadian Awal • Pengelompokan kejadian awal : – Kejadian awal yang teridentifikasi : • Identifikasi sistem keselamatan untuk mencegah kerusakan teras • Identifikasi sistem pada plant yang diperlukan sebagai fungsi keselamatan • Pengelompokkan kejadian awal pada satu kategori untuk kejadian awal yang memerlukan respon yang sama dari plant
Kejadian Awal – Pengelompokkan ⇒ Analisis pohon kejadian (Event Tree Analysis) ⇒ dilakukan secara berulang dengan memperhatikan : • Semua sekuensi kecelakaan sudah dimasukkan dan jelas • Tidak ada sekuensi kecelakaan yang overlapping • Setiap pohon kejadian berlaku untuk semua kejadian awal dalam satu kelompok
