ANALISIS CESIUM-137 (137Cs) DI PERAIRAN KEPULAUAN KARIMUNJAWA SEBAGAI STUDI RADIOEKOLOGI KELAUTAN DI SEKITAR WILAYAH RENCANA PEMBANGUNAN PLTN SEMENANJUNG MURIA
Oleh: SITI SAODAH 260 202 101 410 19
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Derajat Sarjana S1 Pada Program Studi Oseanografi Jurusan Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan Dan Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2015 i
LEMBAR PENGESAHAN Judul Skripsi
Nama Mahasiswa Nomor Induk Mahasiswa Jurusan/Program Studi
: Analisis Cesium-137 (137Cs) di Perairan Kepulauan Karimunjawa Sebagai Studi Radioekologi Kelautan di Sekitar Wilayah Rencana Pembangunan PLTN Semenanjung Muria : Siti Saodah : 260 202 101 410 19 : Ilmu Kelautan/Oseanografi
Mengesahkan:
Pembimbing Utama
Pembimbing Anggota
Ir. Muslim, M.Sc., Ph.D. NIP.19600404 198703 1 002
Dr. Heny Suseno, M.Si. NIP. 19650625 198902 1 002
Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro
Ketua Jurusan Ilmu Kelautan
Prof. Dr. Ir. Agus Sabdono, M.Sc. NIP.19580615 198503 1 001
Dr. Ir. Muh. Yusuf, M.Si. NIP. 19581113 198703 1 002
ii
LEMBAR PENGESAHAN Judul Skripsi
Nama Mahasiswa Nomor Induk Mahasiswa Jurusan/Program Studi
: Analisis Cesium-137 (137Cs) di Perairan Kepulauan Karimunjawa Sebagai Studi Radioekologi Kelautan di Sekitar Wilayah Rencana Pembangunan PLTN Semenanjung Muria : Siti Saodah : 260 202 101 410 19 : Ilmu Kelautan/Oseanografi
Skripsi ini telah disidangkan di hadapan Tim Penguji pada tanggal: 04 Agustus 2015 Ketua Sidang Ujian
Ir. Muslim, M.Sc., Ph.D. NIP. 19600404 198703 1 002 1. Penguji Anggota
2. Penguji Anggota
Dr. Heny Suseno, M.Si. NIP. 19650625 198902 1 002
Ir. Sugeng Widada, M.Si. NIP. 19630116 199103 1 001
3. Penguji Anggota
4. Penguji Anggota
Ir. Sri Yulina Wulandari, M.Si. NIP. 19590701 198603 2 002
Ir. Endang Supriyantini, M.Si. NIP.19650420 199203 2 001
Panitia Ujian Akhir Program Ketua
Azis Rifai, S.T., M.Si. NIP. 19720322 200003 1 001 iii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH Dengan ini saya, Siti Saodah, menyatakan bahwa skripsi ini adalah asli karya saya sendiri dan belum pernah diajukan sebagai pemenuhan persyaratan untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata satu (S1) dari Universitas Diponegoro maupun perguruan tinggi lainnya. Semua informasi yang dimuat dalam skripsi ini yang berasal dari karya orang lain, baik yang dipublikasikan atau tidak, telah diberikan penghargaan dengan mengutip nama sumber penulis secara benar dan semua isi dari skripsi menjadi tanggung jawab penulis.
Semarang, Agustus 2015 Penulis,
Siti Saodah NIM. 260 202 101 410 19
iv
RINGKASAN Siti Saodah. 260 202 101 410 19. Analisis Cesium-137 (137Cs) di Perairan Kepulauan Karimunjawa Sebagai Studi Radioekologi Kelautan di Sekitar Wilayah Rencana Pembangunan PLTN Semenanjung Muria (Muslim dan Heny Suseno) Pemanfaatan nuklir meningkat cepat di berbagai bidang, salah satunya sebagai pembangkit listrik. Pemerintah Indonesia berencana membangun pembangkit listrik tenaga nuklir di Semenanjung Muria, untuk menyeimbangkan permintaan energi listrik. Banyak penelitian yang diperlukan dalam mendukung pembangunan PLTN ini, termasuk studi tentang radioekologi. Penelitian radioekologi diperlukan untuk perlindungan lingkungan dari bahaya radiasi nuklir. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan aktivitas 137Cs di perairan Kepulauan Karimunjawa. Selain itu, penelitian ini juga mengembangkan model 2D untuk memperkirakan distribusi aktivitas 137Cs. Metode kuantitatif yang digunakan dalam penelitian ini meliputi pengukuran lapangan dan analisis laboratorium melalui teknik analisis deskriptif. Hasil analisis menemukan bahwa aktivitas 137Cs di perairan Kepulauan Karimunjawa berfluktuasi (berkisar dari 0,12-0,39 mBq/L) dengan rata-rata 0,24 mBq/L. Adapun aktivitas tertinggi 137Cs terletak di daerah dengan arus rendah dan di luar jalur lalu lintas kapal-kapal besar. Model 2D sebaran 137Cs dari PLTN Semenanjung Muria menunjukkan bahwa distribusinya tidak sampai ke perairan Kepulauan Karimunjawa. Hal itu terjadi karena arus yang relatif kecil dan arah dominan ke Barat, mengikuti arah aliran arus. Model ini mengasumsikan adanya masukan energi nuklir dari PLTN Semenanjung Muria dengan konsentrasi 0,729 mBq/L selama 15 hari. Kata kunci:
137
Cs, Calon Tapak PLTN, Perairan Kepulauan Karimunjawa, Semenanjung Muria
v
SUMMARY Siti Saodah. 260 202 101 410 19. Analysis of Cesium-137 (137Cs) in the Waters of Karimunjawa as Marine Radioecology Study Around Regional Development Plant of NPP Muria Peninsula (Muslim and Heny Suseno) The utilization of nuclear increase rapidly in various field, one of them as a power plant. The Indonesia government planned construct nuclear power plant in Muria Peninsula, to balance of electrical energy demand. Many research needed in support this nuclear power plant construction, include study about radioecology. The research of radioecology is needed to protect the environment from hazard of the radiation nuclear. The purpose of this study was to determine of 137Cs activity in the waters of Karimunjawa Island. Moreover, this study also developed a 2D model to estimate the distribution of 137Cs activity. Quantitative methods used in this study include field measurement and laboratory analysis through descriptive analysis techniques. The analysis found that the 137Cs activity in the waters of Karimunjawa Island fluctuated (range from 0,12 - 0,39 mBq/L) with an average 0,24 mBq/L. As for the highest activity of 137Cs located at area with low currents and outside of the traffic lane large ships. The 2D model distribution of 137Cs of the Muria Peninsula power plant showed that the nuclear radiation distribution was not arrive to waters of Karimunjawa Island. That happened because the currents are relatively small and the dominant direction to the West, followed the direction of flow current. The model assumed the existence of nuclear energy input from the NPP Peninsula Muria with 0,729 mBq/L for 15 days. Keywords:
137
Cs, Alternative Site of NPP (Nuclear Power Plant), Waters of Karimunjawa, Muria Peninsula
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Analisis Cesium-137 (137Cs) di Perairan Kepulauan Karimunjawa Sebagai Studi Radioekologi Kelautan di Sekitar Wilayah Rencana Pembangunan PLTN Semenanjung Muria”. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada: 1. Ir. Muslim, M.Sc., Ph.D. dan Dr. Heny Suseno, M.Si. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu, saran, nasihat dan pengarahan dalam penyelesaian skripsi ini; 2. Staf bidang Radioekologi Kelautan BATAN yang telah membantu proses analisis sampel penelitian; 3. Ir. Sugeng Widada, M.Si. selaku dosen wali yang telah memberikan dukungan serta pengarahan selama penulis menempuh perkuliahan; 4. Orangtua (Maman dan Warti’ah) yang tidak pernah berhenti memberikan dukungan material dan spiritual. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, sehingga segala kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan untuk hasil yang lebih baik. Besar harapan penulis agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.
Semarang, Agustus 2015
Penulis vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ...............................................................................
Halaman i
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................
ii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH .................................
iv
RINGKASAN ..........................................................................................
v
SUMMARY ............................................................................................
vi
KATA PENGANTAR .............................................................................
vii
DAFTAR ISI ............................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ...................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
xii
BAB I.
1 1 3 5 5 5 5
PENDAHULUAN .................................................................... 1.1. Latar Belakang ................................................................ 1.2. Pendekatan dan Perumusan Masalah .............................. 1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................... 1.3.1. Tujuan ................................................................. 1.3.2. Manfaat ............................................................... 1.4. Waktu dan Tempat Penelitian ..........................................
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................... 2.1. Radionuklida ................................................................... 2.2. Radionuklida Antropogenik ........................................... 2.3. Radioaktivitas .. ............................................................... 2.4. Radiasi ... ......................................................................... 2.4.1. Radiasi Alpha (α) ................................................ 2.4.2. Radiasi Beta (β) ................................................... 2.4.3. Radiasi Gamma (γ) .............................................. 2.5. Distribusi Radionuklida .................................................. 2.6. Radionuklida 137Cs ......................................................... 2.7. Radionuklida 137Cs di Laut dan Distribusinya ................ 2.8. Spektrometer Gamma ..................................................... 2.9. Hidrodinamika Laut ........................................................ 2.9.1. Arus Laut ............................................................. 2.9.2. Pasang Surut Laut ............................................... 2.10. Batimetri ......................................................................... 2.11. Perairan Kepulauan Karimunjawa .................................. viii
7 7 7 8 9 10 10 11 11 12 13 15 16 16 19 20 21
2.12. Software SMS ................................................................ 2.12.1. Modul RMA2 .................................................... 2.12.2. Modul RMA4 ....................................................
22 22 24
BAB III. MATERI DAN METODE ..................................................... 3.1. Materi Penelitian ............................................................ 3.2. Metode Penelitian ........................................................... 3.2.1. Metode Penentuan Lokasi Penelitian ............... 3.2.2. Metode Pengambilan Sampel Air dan Treatment Awal .................................................................. 3.2.3. Analisis Aktivitas 137Cs ..................................... 3.2.4. Pengambilan dan Pengumpulan Data Parameter Oseanografi ....................................................... 3.2.5. Verifikasi Data Arus ......................................... 3.2.6. Pembuatan Model Distribusi 137Cs ...................
25 25 28 28
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................. 4.1. Hasil .................................................................................... 4.1.1. Aktivitas 137Cs pada Air Laut ................................. 4.1.2. Hasil Simulasi dan Verifikasi Arus Permukaan ..... 4.1.3. Pemodelan Distribusi 137Cs .................................... 4.2. Pembahasan ....................................................................... 4.2.1. Aktivitas 137Cs di Perairan Kepulauan Karimunjawa .......................................................... 4.2.2. Distribusi Lepasan 137Cs dari Rencana Pembangunan PLTN Semenanjung Muria .............
37 37 37 38 41 48
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 5.1. Kesimpulan ........................................................................ 5.2. Saran ..................................................................................
52 52 52
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
53
LAMPIRAN .............................................................................................
61
ix
31 31 32 33 33
48 50
DAFTAR TABEL 1. Alat yang Digunakan dalam Penelitian ...............................................
Halaman 26
2. Bahan yang Digunakan dalam Penelitian ...........................................
27
3. Koordinat Lokasi Pengambilan Sampel ..............................................
29
4. Aktivitas 137Cs pada Sampel Air Laut .................................................
37
5. Verifikasi Kecepatan dan Arah Arus Permukaan ...............................
38
x
DAFTAR GAMBAR Halaman 13
1.
Skema Peluruhan Cesium ..................................................................
2.
Model Distribusi 137Cs Hasil Lepasan Kecelakaan Fukushima pada Permukaan Laut dari Tahun 2012-2041 .............................................
14
Pola Sirkulasi Arus Permukaan (garis merah: jalur utama Arlindo, garis merah putus-putus: jalur Armondo) ..........................................
18
4.
Peta Lokasi Pengambilan Sampel ......................................................
30
5.
Kondisi Mesh dan Boundary pada Pemodelan SMS 8.1.....................
35
6.
Diagram Alir Penelitian .....................................................................
36
7.
Diagram Aktivitas 137Cs pada Sampel Air Laut .................................
38
8.
Peta Pola Pergerakan Arus Wilayah Penelitian pada Saat Pasang .....
39
9.
Peta Pola Pergerakan Arus Wilayah Penelitian pada Saat Surut .......
40
10. Peta Simulasi Sebaran 137Cs pada Saat Pasang (untuk t = 1 hari).......
42
11. Peta Simulasi Sebaran 137Cs pada Saat Surut (untuk t = 1 hari) .........
43
12. Peta Simulasi Sebaran 137Cs pada Saat Pasang (untuk t = 8 hari).......
44
13. Peta Simulasi Sebaran 137Cs pada Saat Surut (untuk t = 8 hari) .........
45
14. Peta Simulasi Sebaran 137Cs pada Saat Pasang (untuk t = 15 hari) ....
46
15. Peta Simulasi Sebaran 137Cs pada Saat Surut (untuk t = 15 hari) ......
47
3.
xi
DAFTAR LAMPIRAN
1. Hasil Analisis Spektrum Gamma ........................................................
Halaman 63
2. Senario Lepasan 137Cs yang Masuk ke Laut dari Pengoperasian PLTN AP1000 .....................................................................................
76
3. Skenario Peluruhan 137Cs di Laut ........................................................
77
4. Data Pasang Surut 15 Hari Selama Penelitian .....................................
78
5. Debit Sungai Kali Balong ...................................................................
79
6. Suhu Air Laut Saat Pengambilan Sampel ...........................................
80
7. Peta Batimetri ......................................................................................
81
8. Jarak Distribusi 137Cs Hasil Pemodelan ..............................................
82
9. Rute Pelayaran dari Jepara dan Semarang Menuju Karimunjawa ......
83
10. Dokumentasi Penelitian ....................................................................
84
xii
