ANALISIS KINEMATIKA DAN DINAMIKA DISMANTLING KOMPONEN INTERNAL REAKTOR TRIGA MARK II Suwardiyono
Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif
ABSTRAK ANALISIS KINEMATIKA DAN DINAMIKA DISMANTLING KOMPONEN INTERNAL REAKTOR TRIGA MARK II. Analisis kinematika dan dinamika adalah merupakan bagian dari program dekomisioning sebelum dilakukan pekerjaan dismantling. Tujuan anal is is ini untuk mendapatkan teknik dismantling dan alat potong yang cocok dengan kondisi instalasi komponen internal reactor, agar supaya pekerjaan dismantling dapat berjalan dengan baik, efisien dan aman bagi para pekerja dan lingkungan. Analisis ini mencakup semua komponen internal reactor, termasuk tangki reactor. Metode analisis yang digunakan adalah disain, gambar, instalasi, fungsi komponen dan simulasi pemotongan komponen. Dengan adanya program ini dapat mempermudah pengoperasian alat potong di dalam pekerjaan dismantling, meminimalisasi kecelakan kerja, mudah menghandling limbahnya dan demikian juga limbah yang ditimbulkan oleh alat potong dapat diminimalisasi.
ABSTRACT
"
KINEMA TICS AND DYNAMICS ANALYSIS FOR DISMANTLING COMPONENTS INTERNAL OF TRIGA MARK II REACTOR. Kinematics and dynamics analysis is a part of decommissioning program before dismantling task. Aims of this analysis to obtain the best dismantling technique and cutting tolls which agree with installation condition of reactor internal components, for the dismantling task can good on going, efficient and high safety for workers and environment. This analysis cosist of reactor internal components, include reactor tank. The analysis methode is used of design, drawing, installation, funtion of component, and component cutting simulation. With this program can be easy in the operation of cutting tolls in the dismantling task, minimize of worke accident, easy to handling of waste and also minimize waste generated by cutting tolls.
~
PENDAHULUAN Pekerjaan utama dekomisioning reaktor riset dan fasilitas nuklir adalah dismantling dan pengelolaan limbah radioaktif dari semua jenis komponen reaktor dan fasilitas nuklir serta limbah radioaktif yang ditimbulkan dalam pekerjaan dismantling. Analisis kinematika dan dinamika merupakan langkah penting yang harus dilakukan sebelum melakukan pekerjaan dismantling, untuk mengatasi limbah komponen internal reaktor yang mempunyai paparan radiasi cukup tinggi yang membahayakan terhadap manusia dan lingkungan. Analisis kinematika dan dinamika dilakukan setelah karakterisasi komponen internal reaktor selesai dilakukan. Karakterisasi komponen internal reaktor melakukan identifikasi mengenai jenis material, jenis radionuklida, tingkat paparan radiasi dan menginventarisasikannya. Hasil analisis kinematika dan dinamika komponen internal reactor, s.ebagai dasar untuk menentukan kinematika dan dinamika alat potong yang akan digunakan di dalam pekerjaan dismantling. Alat-alat potong tersebut masih harus dimodifikasi terlebih dahulu, karena pada umumnya alat-alat potong yang tersedia dipasaran belum siap digunakan untuk melakukan dismantling. OJ dalam modifikasi alat potong ini juga dirancang teknik pengoperasian sistem jarak jauh, dengan sistem master- sleave Hasi! Penelitian Tahun 2000
manipulator atau robot yang disesuaikan dengan kondisi instalasi komponen internal reaktor. Pemilihan alat potong dengan melalui beberapa analisis seperti ini, pekerjaan dismantling dapat berjalan dengan lancar, efisien, aman, selamat dari paparan bahaya radiasi yang berlebihan dan dapat meminimalisasi limbah radioaktif yang ditimbulkan. Dari hasil pengukuran pad a waktu up-grading 2000 KW Reaktor Triga Mark II Bandung (RTMB), terdapat beberapa komponen yang memerlukan handling khusus karena memiliki paparan radiasi yang cukup tinggi. Hal ini terjadi karena kompopnen tersebut teraktivasi. Aktivasi alumunium dan stainless steel didominasi oleh nuklida Co-50, permukaan reflektor oleh nuklida Cs-137, dan grafit oleh nuklida H-3 dan C-14. Berdasarkan data-data paparan radiasi tersebut sangatlah mustahil dilakukan pemotongan komponen internal reaktor secara langsung oleh manusia dengan menggunakan alat potong. Pemotongan harus dilakukan menggunakan alat potong dengan sistem operasi jarak jauh seperti mastersleave, robot atau alat potong yang telah modifikasi, disesusikan dengan kondisi komponen yang akan dipotong. Upaya tersebut adalah untuk mengurangi terjadinya paparan radiasi terhadap para pekerja dan penyebaran material atau debu-debu radioaktif yang ditimbulkan pada waktu dilakukan pemotongan/dismantling kelingkungan. Sistem pewadahan dan transportasi dari lokasi dismantling menuju pengangkutan untuk pengolahan atau penyimpanan dapat ditentukan dengan sistem yang lebih aman dan efektif. Dengan demikian prinsip keselamatan kerja radiasi ALARA dapat terpenuhi.
ANALISIS KINEMA TIKA DAN DINAMIKA Analisis Kinematika dan Dinamika Komponen Lingkup kerja analisis kinematika dan dinamika terdiri dari semua komponen internal reactor dan tangki reaktor, lihat Gambar 1. Analisis kinematika dan dinamika dilakukan setelah karakterisasi komponen-komponen internal reaktor Triga Mark II Bandung, dengan menginventarisasi mengenai jenis material, radionuklida, tingkat paparan radiasi seperti yang terlihat pada Tabel 1. Selanjutnya dilakukan analisis kinematika dan dinamika dengan bantuan disain, gambar, instalasi dan fungsi dari komponen tersebut. Analisis kinematika mempelajari dan menganalisis semua gerakan relatif komponen serta interferensinya di dalam instalasi. Analisis dinamika mempelajari dan menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada komponen dan gerakan yang dihasilkan oleh gaya-gaya tersebut pada waktu difungsikan maupun dalam keadaan diam, letak kesetimbangan dan stabilitasnya, sehingga diperoleh datadata komponen tersebut mengenai aspek keselamatan kerja jika dilakukan pemotongan dan akses yang dapat dilakukan oleh alat potong secara optimal. Dari data-data yang diperoleh dapat di analisis dan ditentukan teknik pemotongan komponen, sehingga pemilihan alat potong benar-benar telah disesuaikan dengan kondisi komponen yang akan dipotong. Adapun alat-alat potong yang sering digunakan biasanya ada dua jenis, yaitu: alat potong termal dan alat potong mekanik. Kedua alat potong tersebut dapat dioperasikan menggunakan sistem operasi jarak jauh dengan kondisi di dalam air maupun di luar air. Dasar pemilihan alat potong dengan pengoperasian jarak jauh yang
Hasil Penelitian Tahun 2000
150
akarl digunakan apakah harus menggunakan alat potong termal atau alat potong mekanik ditentukan dari hasil analisis kinematika dan dinamika serta karakterisasi komponen yang akan dipotong.
Hasil
Penelitian
Tahun2000
151
Tabel1. Karakterisasi Komponen ( Up-Grading ~OOOKW ) No.
Jenis Komponen
1
Reflektor
2
Pipa Reflektor
AI 6061 T6
3
Bellow
AI 6061 T6
4
Klem Bellow
AI 6061 T6
5
Permukaan C.T.
AI 6061 T6
Material AI 6061 T6
Grafit
6
Rak Fuel
AI 6061 T6
7
Lazy Susan
AI 6061 T6
8
Thermalizing Column
AI 6061 T6
9
Thermal Column
AI 6061 T6
10
Beam Port
AI 6061 T6
Internal Reaktor Triga Mark II Bandung Radio Nuklida Co60 Cs 137 H-3,C14 Co60
Cs 1371
Co 60 Cs 137 Co GO Cs 137 Co60
Cs131 Co60 Cs 137
Ca60 Cs 137 Co60 Cs 137 Co60
Cs137 Co 60 Cs 137
Paparan Radiasi ( Rad/Jam )
I
Pengukuran
66
09/05/1996
70-110
09/05/1996
110-130
09/05/1996
110 -150
09/05/1996
560
09/05/1996
8
09/05/1996
1000-2500
22/05/1996
0,3 -3
05/03/1997
0,2 ~ 3,2
05/03/1997
0,28 -1,5
05/03/1997
Analisis Kinematika dan Dinamika Alat Potong Analisis kinematika dan dinamika alat potong adalah mempelajari dan merancang sistem alat potong beserta alat pendukungnya. Alat potong dirancang agar mampu melakukan gerakkan pemotongan komponen di dalam tangki reaktor dan memiliki setabilitas yang kokoh. Seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Analisis
HasiJ PeneJitian Tahun 2000
Kinematika
152
Dan Dinamika Alat Potong
Analisis kinematika dan dinamika alat potong. Alat potong gergaji piringan ditopang dan digerakan oleh sistem robot, robot penopang dapat bergerak maju mundur, batang pemegang pisau gergaji piringan dapat melakukan gerakkan kekiri-kekanan dan naik-turun serta berputar 360°, pisau gergaji piringan melakukan pemotongan dengan gerakkan memutar; Gambar 3. memperlihatkan interferensi alat potong dengan komponen tangki reaktor; Gambar 4. analisis kinematika instalasi alat potong sistem remot dan crane.
Gambar 3. Interferesi
Alat Potong Dengan Komponen Tangki Reaktor
Gambar 4. Analisis Kinematika Instalasi Alat Potong System Remot Dan Crane
HasH Penelitian
Tahun 2000
153
Analisis
Kinematika
Tansportasi
dan
Pewadahan pad a Dismantling
Komponen Pemotongan komponen Setelah dilakukan kajian dan rancang bangun alat potong dan dipilih yang paling cocok untuk melakukan pemotongan komponen internal reactor, maka langkah selanjutnya harus ditentukan ukuran besar potongan komponen dengan membagi menjadi beberapa bagian. Besarnya potongan disesuaikan dengan kapasitas grip pengangkat maupun kontainer/wadah potongan limbah yang telah disiapkan. Gambar 5 .menunjukkan teknik pemotongan bejana tekan reaktor menjadi beberapa segmen. Gambar 6, teknik pemotong plasma dengan manipulator robot (alat potong termal). Gambar 7, teknik pemotong gergaji dengan mastersleave manipulator (alat potong mekanik).
Gambar 5. Teknik Pemotongan Bejana Tekan Reaktor
Gambar 6. Teknik Pemotongan Plasma Dengan Manipulator Robot 154 Hasil
Penelitian
Tahun
2000
Gambar 7. Teknik Pemotongan
Gergaji Dengan Mastersleave
Manipulator
Grip Potongan Komponen Pad a waktu melakukan pemotongan komponen, grip sebagai pemegang sudah dipasang pada bagian komponen yang akan dipotong sedemikian rupa sehingga pada waktu pemotongan selesai bagian potongan tersebut tidak jatuh ke bawah dan dapat langsung diangkat ke alas dan dimasukan ke dalam kontainer/wadah yang telah disiapkan. Transportasi Potongan Komponen Bagian komponen yang sudah dipotong dan sudah dijepit dengan grip, maka sudah siap diangkat. Grip tersebut merupakan rangkaian pengangkat yang dipasang pada bagian ujungnya yang dihubungkan dengan kabel/sling dan digulung oleh drum pengangkat, sehingga pengangkatan potongan komponen tersebut tinggal menekan tombol pengoperasian, Selanjl,Jtnya dimasukan ke dalam kontainer limbah. Untuk menghindari paparan radiasi yang berlebihan terhadap para pekerjanya, wadah limbah atau kontainer tersebut ditempatkan sedekat mungkin dengan lokasi grip pengangkat. Pewadahan Untuk pewadahan potongan komponen disiapkan kontainer/wadah yang disesuaikan dengan jenis komponen, tingkat paparan radiasi dan radionuklidanya. Kontainer yang digunakan dapat berbentuk kotak/bok atau berbentuk silinder/bulat yang didisain agar mampu sebagai wadah sekaligus perisai radiasi. Jika potongan komponen telah dimasukkan di dalam wadah limbah tidak membahayakan lagi bagi para pekeja, pengankutan dan lingkungan. Wadah limbah/kontainer juga didisain memenuhi uji mekanis dan uji termis.
Hasil Penelitian Tahun 2000
155
,."
Transportasi Kontainer Pengangkutan kontainer/wadah limbah dari lokasi dismantling menggunakan pesawat pengangkat/crane yang telah disipkan pad a instalasi dismantling. Selanjutnya menggunakan alat angkut forklif, lori atau langsung naik di atas truk pengangkut limbah radioaktif. Se!anjutnya limbah tersebut dibawa ke tempat penyimpanan sementara, pengolahan atau lansung ke penyimpanan lestari.
PEMBAHASAN Permasalahan yang sering terjadi di negara berkembang yang belum maju di bidang teknologi maupun rancang bang un, analisis kinematika dan dinamika ini jarang dilakukan bahkan diabaikan dengan alasan dana dan sumber daya manusia. Pad a umumnya pekerjaan dismantling dilakukan pada pokok sasarannya saja. Akibatnya komponen internal reaktor berantakan di luar gedung reaktor yang potensi menimbulkan permasalahan seperti pencemaran lingkungan, penanganan komponen menjadi lebih sulit. Kalau dismantling dilakukan akan memakan waktu lebih lama karena memerlukan penambahan peralatan dan memerlukan dana yang lebih besar. Limbah sekunder yang ditimbulkan akan lebih banyak, dan para pekerjanya akan menerima dosis radiasi yang lebih besar.
KESIMPULAN Oengan analisis kinematika dan dinamika komponen internal reaktor sebelum dilakukan dismantling, maka pemilihan alat-alat potong akan lebih tepat, efisien, aman penggunaanya, dapat meminimalisasi limbah yang ditimbulkan, lebih mudah menghandling serta transportasi limbahnya. Oasis radiasi yang diterima oleh para pekerja dapat diminimalisasi, demikian juga penyebaran radiasi kelingkungan dapat dihindari.
DAFTARPUSTAKA 1. MITSUO TACHIBANA, Computer Simulation Systems for Analyzing Optimum Dismantling Procedures on Nuclear Facilities, JAERI, Japan, December 1997 2. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, State of the Art Technology for Decontamination and Dismantling of Nuclear Facilities, Technicaal Reports Series, No. 395, Viena, 1999 3. SUWARDIYONO, WASITO, SUTOTO, Studi Dismantling Fasilitas Nuklir, Jurnal Teknologi Pengelolaan Limbah, Volume1 No.2, Jakarta, Desember 1998 4. MUHAMMAD FARUQ, Program Up-Grading 2000 KW Sebagai Antisipasi Dekomisioning Reaktor Triga Mark II Bandung, Jurnal Teknologi Pengelolaan Limbah, Volume 1 No.2, Jakarta, Oesember 1998 5. ARGONNE NATIONAL LABORATORY, Technology Development Division Decontamination and Decommissioning Program, USA., FY. 1999
Hasil Penelitian Tahun 2000
156
