Dekomisioning Fasilitas Nuklir Jakarta, 28 Juli 2004 Dr. Mulyanto P2PLR, BATAN
PENDAHULUAN
Data PLTN yang telah shutdown (IAEA, 1998) No.
Tahun
Jumlah
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
< 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
55 1 1 0 2 2 2 3 5
Total: PLTN: 71 (1998) R. Riset: 373 (1994) Non-reaktor:191 (1998)
Expected Stage for Decommissioning of RRs (IAEA, 1994): 160 140 120 100
Stage-1 Stage-2 Stage-3
80 60 40 20 0
Planned
Completed
Expected Stage for Decom, (IAEA, 1998): 90 80 70 60 50
Stage-1 Stage-2 Stage-3
40 30 20 10 0
Nonreactor
Data Reaktor Riset INA: No
Nama Reaktor
Daya/ kritik
Keterangan
1.
Triga Mark II, Bandung
250 kW (1964)
Up-grading menjadi 1 MW (1971) dan 2 MW (2000)
2.
Triga, Yogyakarta
100 kW (1979)
Rencana up-rating
3.
MPR-30, Serpong
30 MW (1987)
Fasilitas nuklir INA:
PPTA Pasar Jum`at (1950an) PPTN Bandung (1964) PPTN Yogyakarta (1979) PPTA Serpong (1987) Pabrik Pemurnian Asam Fosfat, PKG/uranium by product (shutdown 1989)
KONSEP PENTING
Tahapan (Stage) dekomisioning:
Menunjukkan “state”, “condition”, “option”, “choice” dan “model” dekomisioning. Berkaitan dengan kondisi “fisik”, “rencana pemanfaatan” dan “pengawasan”. Bukan merupakan urutan pekerjaan dekomisioning. Jadi tidak mesti berurutan. Makin tinggi “stage”, maka makin lengkap proses dekomisioning. Ada 3 tahap: stage-1(storage and surveillance), stage-2(restricted site release), dan stage-3(unrestricted site release)
Tahap 1: Storage and Surveillance
Dilaksanakan kegiatan dekomisioning pendahuluan. Direkomendasikan dilakukan seawal mungkin setelah operasi dihentikan. Dilakukan pengawasan
Aktivitas tahap 1: a) b) c) d)
e)
Pengambilan bahan bakar dari teras reaktor Pengambilan bahan bakar dari tapak reaktor bila mungkin Pengambilan air pendingin dan material terkontaminasi/teraktivasi Menjamin bahwa sistem yang berisi bahan radioaktif dalam kondisi stabil dan terisolasi Pengambilan sistem yang tidak esensial
a) Pengawasan akses ke teras dan tapak reaktor b) Pengawasan reguler kondisi fisik dan radiologi tapak reaktor c) Monitoring reguler radiasi lingkungan dan kemungkinan pelepasan radioaktivitas d) Pelepasan barang yang digunakan secara tak terbatas, yg radioaktivitasnya di bawah tingkat kliren (Clearance level)
Tahap 2: Restricted Site Use
Dilaksanakan kegiatan dekomisioning lanjutan dari tahap 1, meski dismantling reaktor tidak dilakukan secara lengkap. Sebagian tapak dapat dilepas/digunakan secara terbatas Sebagian lagi menjadi subyek untuk penyimpanan dan pengawasan. Pengawasan lebih ringan dibanding tahap 1.
Aktivitas tahap 2: a) Pengambilan bahan bakar dari tapak reaktor. b) Dekontaminasi area yang terkontaminasi di bawah tingkat kliren c) Sistem yang berisi bahan radioaktif dapat didismantling dan dipindahkan keluar tapak.
Tahap 3: Unrestricted Site Use
Dekomisioning dilakukan secara lengkap. Dilakukan survei final radiasi. Tapak dilepas secara tak terbatas. Tidak dilakukan lagi pengawasan.
Stage Dekomisioning untuk non-reaktor:
Stage-1: Safe enclosure and surveillance, dekontaminasi awal. Stage-2: Partial dismantling, intensif dekontaminasi, pengambilan material, pelepasan terbatas tapak, penggunaan tapak untuk aktivitas non-nuklir. Stage-3: Complete dismantling, dekontaminasi secara lengkap, pelepasan tapak secara tak terbatas, penggunaan tapak untuk aktivitas non-nuklir, demolition atau penggunaan ulang bangunan dan struktur (restricted maupununrestricted release).
Catatan:
Untuk opsi dekomisioning tunda, keuntungan aspek reduksi aktivitas radioaktif tidak terjadi, karena pada fasilitas nuclear fuel cycle radionuklida umumnya pemancar alpha dengan T1/2 panjang. Opsi penguburan (entombent) tidak akan dipilih, karena dispsosal untuk limbah pemancar alpha dengan T1/2 tinggi umumnya tidak di permukaan tanah.
Strategi dekomisioning:
Berkaitan dengan “waktu/skedul” untuk dekomisioning secara lengkap Tahapan-tahapan (stage) sebelum dekomisioning secara lengkap Ada 3 strategi:
Early/immediately decommissioning Step-by-step/partial decommissioning Delayed/deferred decommissioning
Hubungan antara “stage” dan “strategi” dekomisioning:
Strategi berkaiatan dengan “waktu”. Sedang stage berkaitan dengan “kondisi fisik”, “rencana tapak”, “pengawasan” Strategi adalah upaya untuk mencapai “stage” Hubungan: Strategi dekomisioning dini untuk mencapai stage3: unrestricted site release Strategi dekomisioning partial/step-by-step untuk mencapai stage-2: restricted site use Strategi dekomisioning tunda untuk mencapai stage-1: storage and surveillance
Faktor Seleksi Strategi:
Kebijakan/regulasi nasional Kondisi keselamatan fasilitas Sumberdaya teknik Rencana penggunaan tapak Pengelolaan limbah dan storage Biaya dan pendanaan Faktor sosial
PLANNING AND MANAGEMENT
Alasan dekomisioning:
Operasi tidak ekonomis Ketidaklayakan teknis Faktor keselamatan Berakhirnya program riset Perubahan kebijakan pemerintah Faktor lain: kecelakaan, dlsb.
Perencanaan:
Intial planning: dimiliki untuk memperoleh ijin operasi On-going planning: selama operasi disusun dengan memperbaiki initial planning Final planning: Sebelum pemberhentian operasi secara final harus dibuat, rencana rinci ini dilampirkan dalam rangka memperoleh ijin dekomisioning.
Initial Planning:
Berisi isu keselamatan yang mendasar. Memperlihakna fakta bahwa dekomisioning dapat dilakukan dengan selamat menggunakan tekni yang telah ada atau tengah dikembangkan. Memuat studi kelayakan dekomisioning Memuat aspek lingkungan dan manajemen limbah Memuat biaya dan sistem finansial proyek
On-going planning: Mereview dan memperbaharui initial planning dengan membuatnya lebih lengkap beracu pada: Pengembangan teknologi dalam dekomisioning. Peristiwa abnormal yang mungkin. Mencatat perubahan yang signifikan pada sistem dan struktur yang mempengaruhi perencanaan dekomisioning. Penyesusian atas perubahan peraturan/kebijakan Perkiraan biaya dan sistem finansial.
Final Planning:
Dibuat sebelum operasi dihentikan secara final. Dibuat dengan lebih rinci. Dilampirkan dalam memperoleh ijin dekomisioning
Isi Perencanaan Dekomisioning: 1. Deskripsi fasilitas dan sejarah operasi 2. Detail inventori material toxic dan radioaktif 3. Kajian strategi/opsi dekomisioning 4. Detail aktivitas dekomisioning 5. Manajemen proyek 6. Keselamatan nuklir dan industri
1. Keamanan bahan nuklir 2. Kajian keselamatan, kinerja dan lingkungan 3. Program jaminan kualitas 4. Pengelolaan limbah 5. Estimasi biaya dan pendanaan 6. Dokumentasi 7. Survei radiologi 8. Peraturan
Bab Strategi Dekomisioning (contoh): Strategi Dekomisioning: Tujuan Strategi/opsi dekomisioning Prisip dan kriteria keselamatan Tipe, volume, dan rute limbah Estimasi dosis Estimasi biaya Pengaturan finansial Seleksi dan justifikasi opsi yang dipilih
Manajemen:
Alokasi Sumberdaya (SDM, Dana, alat dlsb.) Organisasi dan tanggung-jawab Pengaturan review dan monitoring Pelatihan dan kualifikasi Pelaporan dan dokumentasi Program jaminan kualitas Administrasi
Manajemen-2:
Staffing and training Organizational and administrative control Radiation protection Radiological monitoring (on/off-site) Waste management Emergency planning Physical protection and safeguard Quality assurance
METODOLOGI DAN TEKNIK
Critical Tasks:
Karakterisasi fasilitas Removal of residual process material Dekontaminasi Dismantling Demolition Waste management Surveillance and maintenance Final radiological survey
Teknik Karakterisasi
Sampling Radiological measuring Analisis dan separasi kimia
Sistem robot untuk karakterisasi otomatis
Kamera Gamma (karakterisasi)
Hot Point, sebelum dan sesudah pengukuran
Pertimbangan Teknik dekontaminasi:
Volume obyek (besar atau kecil) Sistem terbuka atau segmented part Kemudahan akses Permukaan atau struktur Jenis material (tanah, logam, beton) Kekuatan material Luas permukaan Bentuk permukaan (kompleks atau sederhana, porous atau non-porous) Limbah sekunder
USDOE Handbook, and EC Handbook
Teknik Dekontaminasi:
Mechanical
Emerging
Flushing with water Dusting/vacuuming Strippable coating Steam cleaning Abrasivecleaning Sponge blasting CO2 blasting HPL nitrogen blasting Freon jetting Dll.
Ligh ablation
Microwave scabbling
Thermal degradation
Microbial degaradation
Dll.
Chemical Chemical solution Multiphase treatment Foam technique Chemical gels By pastes Chemical fog Gas phase Dll.
Others
Electropolishing Ultrasonic cleaning melting Dll.
Peralatan Dekontaminasi Elektrolitik, PNC
Strippable coating, ANL
Scabbler (Dekontaminasi lantai), JPDR
Neddle Gun (Dekontaminasi lantai), JPDR
Pertimbangan Teknik dismantling:
Jenis material (metal, steel, beton dll.) Lingkungan (udara terbuka, di bawah air, dlsb.) Aksesabilitas (langsung, remote, dll.)
Teknik Dismantling:
Shears Mechanical saw Orbital cutter Explosive Milling Thermal cutting Plasma arc Abrasive water jet cutting Electrical cutting
Emerging technique Liquid gas cutting Lasers Shape memory alloys Electrical resistance
Eksavator untuk membongkar beton
Pemotong melingkar (pipa, tangki), German
Diamon Saw (blok besi)
Diamon saw (beton)
Thermal Cutting, German
Sistem pemotong arc saw (memotong tanki secara vertikal), JPDR
Manipulator Rotari, German
Peralatan untuk one-piece removal (generator uap)
Pengambilan alat penukar panas
Analsisis/optimasi faktor-faktor dekomisioning: Safety
Technique
Cost
Teknik dekomisioning untuk reaktor Triga Mark Bandung: Decomm. tasks 1. Karakterisasi
Bahan struktur reaktor
2. Dekontaminasi
3. Dismantling
Teknik
Beton Grafit Logam Permukaan, padat, cair dan debu
Pembor lubang diamond dan karbit; analisis dosis permukaan, kontaminasi permukaan, analisis jenis dan jumlah kandungan radionuklida dalam bahan struktur dan analisis debu
Permukaan beton Permukaan logam
Drilling dan spalling dengan neddle gun; berbagai teknik kimia dan mekanik
Material beton Material logam
Diamond cutting; plasma cutting; thermal cutting
Waste Manajemen:
Karakterisasi dan klasifikasi Release kriteria (clearance Level) Reuse and recycle Rute: Handling, treatment, transport and disposal Minimisasi limbah: Prinsip dasar
Prevention: minimisasi timbulnya limbah Containment: minimisasi penyebaran kontaminasi Reutilization: recycle dan reuse material dan komponen Consolidation: volume reduksi
Exclusion / Exemption / Clearance All radioactivity
Exclusion
no
dose reduction possible by legislation
yes no
are radioactive properties used
Exposure to natural sources
yes yes
small quantities, trivial doses
Clearance
yes
clearance criteria met
no
substances
Exemption
Regime of reporting and prior authorization
Gambar 1. Hubungan Clerance level permukaan dan aktivitas jenis yang ditetapkan berbagai negara. CL Permukaan (Bq/cm2) France
Swedia, India
INA
Italia
USA Slovakia
Belgia/CEC
UK/Japan 1
German y 2 CL Aktivitas Jenis (Bq/g)
10
Gambar 4. Hubungan antara nilai clearance level dan jumlah limbah. Berat limbah (kg) CL BAPETEN, UK, CEC, Japan
14.000
CL France, India, Swedia
100%
12.000
68% 8.000
65% 66%
33%
4.000
0
0
1
2 3 Clearance Level (Bq/cm2)
4
5
ASPEK KESELAMATAN
Keselamatan Dekomisioning:
Potensi bahaya radiasi/nuklir Potensi bahaya industri Manajemen limbah dan buangan radioktif (release criteria) Manajemen personel Kajian keselamatan (safety assessment) Aspek peraturan
Keselamatan Dekomisioning
Prinsip Proteksi Radiasi:
Justification: harus ada pembenaran dalam kaitannya dengan keuntungan dan ketiadaan alternatif Optimization (ALARA): optimisasi as low as reasonable achievable. Limitation: tidak melebihi batasan dosis: 50 mSv/y
Lanjutan:
Teknik Proteksi Radiasi: Waktu (D ~ t) Perisai (D ~ exp (-ux)) Jarak (D ~ (1/r2))
Aplikasi Proteksi Radiasi:
Penerapan dekontaminasi sebelum dismantling Teknik dekontaminasi/dismantling maju Remote operation Penerapan peralatan proteksi Ventilasi dari daerah konsentrasi rendah ke tinggi Pengawasan pelepasan buangan radioaktif ke lingkungan Reuse/recycle material untuk reduksi limbah yang timbul.
Operasi Pasma Arc Cutting
Helmet anti debu
