KAJIAN INFORMASI DESAIN REAKTOR DAYA DALAM KAITANNYA DENGAN SAFEGUARD ABILITY BAHAN NUKLIR

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional

KAJIAN INFORMASI DESAIN REAKTOR DAYA DALAM KAITANNYA DENGAN SAFEGUARD ABILITY BAHAN NUKLIR Endang Susilowati Pusat Reaktor Serba Guna-BATAN Gedung no.31, Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Telp : 021 7560908 Email : [email protected]

ABSTRAK KAJIAN INFORMASI DESAIN REAKTOR DAYA DALAM KAITANNYA DENGAN SAFEGUARD ABILITY BAHAN NUKLIR. Informasi desain instalasi nuklir, seperti desain instalasi reaktor daya sangat dibutuhkan dalam pelaksanaan seifgard bahan nuklir. Informasi desain menjelaskan deskripsi fasilitas, jenis, jumlah, bentuk bahan nuklir yang dimanfaatkan, tata letak fasilitas dan fitur containment terkait dengan sistem seifgard. Informasi desain dikemas dalam bentuk Design Information Questionnaire (DIQ) dan digunakan sebagai acuan menyiapkan pendekatan seifgard, prosedur dan target inspeksi. Tujuan penelitian adalah mengkaji reactor daya terkait sistem seifgard dalam desain instalasi nuklir. Pelaksanaan Seifgard bahan nuklir akan mudah, efekfif dan efisien bila desain instalasi nuklir mengakomodasikan persyaratan seifgard (safeguardability). Lingkup bahasan mencakup pengidentifikasian fitur fasilitas (rute pergerakan bahan nuklir, lokasi dan tata letak bahan nuklir, kebutuhan dan jenis containment and surveillance) yang secara integral dapat digunakan sebagai alat mendeteksi dan menghalangi penyelewengan pemanfaatan bahan nuklir. Hasil menunjukkan bahwa pelaksanaan seifgard akan menjadi mudah bila desain instalasi nuklir mengakomodasikan prinsip-prinsip dalam sistem seifgard. Kata kunci : reaktor daya, seifgard, informasi desain

ABSTRACT DESIGN INFORMATION ASSESSMENT OF NUCLEAR POWER PLANT IN ASSOCIATION TO THE NUCLEAR MATERIAL SAFEGUARDABILITY. Information design of nuclear installations, such as nuclear power plant design is needed in the implementation of nuclear material safeguard. Design information explain the description of facility, types, amount, and forms of nuclear materials used, facility lay out and containment characteristic relevance to safeguards system. Design information in the safeguards system introduced through a set of Design Information Questionnaire (DIQ) is provided and used as reference to develop safeguards approaches, procedures and goal inspection. The objective of research is to assess the power reactor related systems in the design of nuclear installations safeguard. The scope of the discussion involves identifying features of the facility (route movement of nuclear materials, the location and layout of nuclear materials, the need and the type of containment and surveillance) that are integral can be used as a tool to detect and deter diversion of nuclear material utilization. The results showed that the implementation would be easier if safeguard nuclear plant design to accommodate the principles of the system safeguard. Key words : power reactor, safeguards, design information

ISSN 1979-1208

95

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional

1.

PENDAHULUAN

Tujuan pelaksanaan seifgard bahan nuklir IAEA adalah mendeteksi secara dini ada tidaknya penyelewengan bahan dan aktifitas nuklir di negara anggota (correctness), serta mendeteksi ada tidaknya bahan dan aktifitas nuklir yang disembunyikan (completeness). Tujuan ini ditetapkan untuk merefleksikan keinginan masyarakat dunia agar pengembangan senjata nuklir dapat dihentikan atau bahkan bagi negara yang telah berhasil mengembangkan senjata nuklir dapat segera membongkarnya. Bagi negara yang tidak memiliki senjata nuklir (Non Nuclear Weapon State, NNWS), pelaksanaan sistem seifgard merupakan tulang punggung penangkalan proliferasi. Penangkalan proliferasi dapat dikaji melalui dua aspek teknis: impedibility dan safeguardability1). Impedibility diartikan sebagai menghalangi tindakan penyimpangan bahan nuklir yang dideklarasikan dan menghalangi penyalahgunaan proses operasi fasilitas dengan tujuan untuk mengembangkan senjata nuklir. Impedibility terkait dengan ciri intrinsic pertahanan teknis proliferasi terhadap proses operasi termasuk membatasi kemungkinan penyalahgunaan bahan dan fasilitas nuklir. Tindakan penyelewengan adalah termasuk pemindahan secara ilegal bahan nuklir dari penggunaan damai dan tindakan lain yang bertujuan mengolah bahan nuklir yang disimpangkan untuk pengembangan senjata nuklir. Impedibility direfleksikan oleh tingkat kesulitan dalam:  Menyimpangkan bahan nuklir  Mengakuisisi bahan senjata nuklir/ direct use nuclear material (nm)  Menkonversi non-direct use nm ke direct use nm  Menyalahgunakan fasilitas  Memodifikasi fasilitas Tingkat kesulitan diatas dapat diciptakan dan diperkuat dengan cara mengidentifikasi ciri-ciri teknis desain fasilitas. Informasi desain (ID) fasilitas nuklir menyediakan data tentang deskripsi lengkap fasilitas, jenis-jumlah-bentuk-aliran/ perpindahan bahan nuklir yang dimanfaatkan, tata letak fasilitas dan fitur containment yang terkait dengan sistem seifgard . Makalah ini bertujuan mengkaji ID reaktor daya dalam kaitannya dengan safeguardability bahan nuklir. Sebagian besar informasi yang dibutuhkan IAEA untuk menetapkan pendekatan seifgard tersedia di dalam ID. ID digunakan sebagai acuan menyiapkan pendekatan seifgard, prosedur dan target inspeksi Safeguardability diartikan sebagai suatu kondisi yang memudahkan pelaksanaan seifgard, pemilihan pendekatan seifgard yang tepat serta faktor extrinsic pertahanan proliferasi akan mengefektifkan dan mengefisiensikan pelaksanaan seifgard. Safeguardability ditandai dengan kemampuan sistem seifgard dalam mendeteksi:  Akuisisi bahan senjata nuklir nuklir  Penyalahgunaan fasilitas  Modifikasi fasilitas  Aktifitas dan produksi bahan nuklir yang tidak dideklarasikan

2.

KETERKAITAN SEIFGARD

INFORMASI

DESAIN

DI

DALAM

SISTEM

Informasi desain yang di dalam sistem seifgard dikemas/ diwadahi dalam bentuk Design Information Questionnaire (DIQ) harus diserahkan oleh Negara ke IAEA segera setelah Comprehensive Safeguards Agreement (CSA) antara Negara terkait dengan pihak IAEA ditanda tangani. Peraturan ini berlaku untuk instalasi nuklir yang telah dibangun sebelum CSA inforce. Pada awal pelaksanaan seifgard informasi desain diserahkan oleh Negara ke IAEA

ISSN 1979-1208

96

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional setelah fasilitas selesai dibangun tetapi sebelum bahan nuklir pertama kali diterima di fasilitas. Dengan diintegrasinya protokol tambahan ke sistem seifgard tradisional, informasi desain harus diserahkan ke IAEA lebih awal yaitu ketika negara baru berencana untuk membangun instalasi nuklir. Ketentuan ini memberikan waktu yang cukup kepada IAEA untuk melakuan analisis dan evaluasi berkaitan dengan pendekatan seifgard yang perlu dikenakan ke fasilitas. Gambar 1 dibawah menggambarkan komponen-komponen sistem seifgard dan keterkaitannya dalam menunjang pelaksanaan seifgard 2): Safeguards implementation

Routine Inspection IAEA

Facility Attachment

FA negotiation

Safeguards equipment develpo, test, installed

Safeguard s approache s

Safeguards equipment develpo, test, installed

State’s reporting system

NM accuntan cy Safeguards

Legal frame work

criteria Diversion path analysis DIV visit

Technical evaluation Technical visit

SSAC/ Operatormaintenance NM accounancy NEGA RA FA negotiation

NDA & C/S Design selectio Information n Verification Design Information Review Design Information Verification Plan Keputusan utk membangun PLTN

Clarify DIQ

Provide DIQ

Provide early information

Gambar 1. Komponen-komponen Sistem Seifgard1) Informasi desain (ID) menjelaskan tentang deskripsi lengkap fasilitas, jenis-jumlahbentuk-lokasi bahan nuklir yang dimanfaatkan, tata letak fasilitas dan fitur containment yang terkait dengan sistem seifgard. Lokasi/ tata letak fasilitas, dapat memberikan gambaran berkait dengan jalur penyimpangan yang berpotensi digunakan operator, oleh sebab itu keberadaannya perlu dievaluasi dan resikonya diminimalisir dengan cara menganalisis secara cermat tata letak dan konfigurasi fasilitas. Pengkajian informasi desain dilaksanakan dengan tujuan untuk mengidentifikasi fitur fasilitas secara rinci terkait dengan pelaksanaan sistem seifgard agar target verifikasi tidak menyimpang dari tujuan seifgard. Fitur fasilitas yang perlu diperhatikan adalah3):  Fitur containment  Kegiatan fasilitas dengan memperhatikan material balance area (MBA) dan key measurement point (KMP) yang ditetapkan operator untuk keperluan pertanggung jawaban bahan nuklir ( State System of Accounting for and Control, SSAC)

ISSN 1979-1208

97

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional     

Aliran bahan nuklir, jenis –bentuk kimia-bentuk fisik Metoda pengukuran dan keakuratannya Metoda penyimpanan dan pengungkungan bahan nuklir ditinjau dari pengukuran yang dilakukan IAEA Prosedur perekaman dan pelaporan Kemungkinan pemasangan peralatan containment/ surveillance , C/S

ID awal yang diserahkan negara ke IAEA akan diperiksa kelengkapannya sesuai dengan standar informasi DIQ. Perlu dikonfirmasi dan diklarifikasi atas kelengkapan informasi sesuai dengan persyaratan seifgard. Setelah ID awal dipandang cukup memenuhi persyaratan, langkah lanjut IAEA adalah melakukan verifikasi/ technical visit ke instalasi. Pada prinsipnya keterkaitan utama ID di dalam sistem seifgard adalah sebagai acuan menyiapkan pendekatan seifgard, menyiapkan facility attachment (FA) dan menyiapkan daftar essential equipment (EE) yang digunakan untuk mengoperasikan fasilitas. 2.1.

Pendekatan seifgard Pendekatan seifgard yang direfleksikan melalui sekumpulan tindakan verifikasi di fasilitas nuklir bertujuan untuk mencapai tujuan seifgard berdasar:  Postulasi strategi dan jalur penyimpangan yang berpotensi digunakan oleh operator  Postulasi potensi penyalahgunaan fasilitas  Tindakan yang dipertimbangkan dapat digunakan untuk mencapai tujuan seifgard Di dalam mengimplementasikan pendekatan seifgard perlu ditetapkan adanya MBA yang diartikan sebagai area di dalam atau di luar fasilitas dimana bahan nuklir di dalam area itu dapat ditentukan jumlahnya untuk kepentingan akuntansi bahan nuklir. Di dalam MBA perlu dipilih suatu lokasi sebagai tempat strategis KMP yang erat kaitannya dengan aliran dan inventori bahan nuklir. Pergerakan bahan nuklir perlu diikuti terus pergerakannya dengan cara memasang peralatan C/S. Pada prinsipnya kegiatan utama untuk mencapai tujuan seifgard adalah memantau secara efektif aliran bahan nuklir dengan menggunakan peralatan seifgard pada tempat-tempat strategis di fasilitas serta melakukan verifikasi secara independen terhadap keseluruhan akuntansi bahan nuklir yang dilakukan oleh fasilitas/ operator. 2.2.

Facility Attachment Facility attachment (FA) menjelaskan secara rinci prosedur pelaksanaan seifgard untuk setiap fasilitas nuklir, mencakup antara lain  Deskripsi fasilitas  Tindakan akuntansi bahan nuklir di fasilitas  Tindakan C/S  Ketentuan penghentian and pengecualian bahan nuklir dari sistem seifgard  Sistem perekamam dan pelaporan bahan nuklir  Model dan lingkup inspeksi seifgard IAEA 2.3.

Essential Equipment Essential Equipment (EE) adalah sistem, struktur dan komponen penting yang digunakan untuk mengoperasikan fasilitas sesuai dengan yang dideklarasikan. Fungsi dan kemampuan di dalam pengoperasian fasilitas perlu diidentifikasi. Faktor penting lainnya perihal EE adalah ketersediaannya di pasaran, kompleksitas pemasangan, modifikasi dan pemeliharaan serta kemudahan/ kesulitannya bila EE dimodifikasi

ISSN 1979-1208

98

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional

3.

DESAIN REAKTOR DAYA/ PLTN DITINJAU DARI ASPEK SEIFGARD

Ditinjau dari sistem seifgard, instalasi reaktor daya/ PLTN dikategorikan sebagai item facility. Bahan nuklir PLTN terkungkung di dalam struktur bahan bakar yang mudah diidentifikasi. Dari sejak bahan bakar segar diterima dari pihak fabrikator sampai bahan bakar bekas dipindahkan ke fasilitas lain/ fasilitas penyimpanan, bentuk fisik bahan nuklir/ bahan bakar tidak berubah. Jumlah bahan nuklir di setiap bahan bakar ditentukan oleh pihak fabrikator. Knowledge atas bahan nuklir yang terkandung di dalam bahan bakar bekas diacu dari sejarah bahan bakar selama bahan bakar tersebut diiradiasi di dalam reaktor dan continuity of knowledge (CoK) dipertahankan dengan pelaksanaan seifgard (pemasangan C/S). Apabila tindakan verifikasi gagal mempertahankan CoK, pengukuran kembali terhadap bahan nuklir harus dilakukan. PLTN menggunakan bahan bakar segar uranium pengkayaan rendah (LEU : Low Enriched Uranium) untuk kebutuhan operasinya. Ditinjau dari kepentingan pengembangan bahan senjata nuklir, LEU dikategorikan sebagai indirect-use nuclear material. Setelah bahan bakar dibakar di dalam teras reaktor, bahan bakar diklasifikasikan sebagai bahan bakar bekas yang di dalamnya terkandung unsur plutonium (Pu) yang terbentuk selama reaksi fisi berlangsung di dalam teras. Pu merupakan direct-use nuclear material dalam artian bahwa Pu dapat langsung diubah menjadi bahan senjata nuklir tanpa mengalami proses transmutasi. Pu yang terkandung di dalam bahan bakar bekas dan juga LEU yang ada di bahan bakar segar merupakan bahan nuklir strategis dipandang dari aspek seifgard. Selain sifat operasi serta jenis dan jumlah bahan nuklir yang dimanfaatkan fasilitas, pendekatan seifgard juga didasarkan kepada analisa jalur penyimpangan bahan nuklir di fasilitas yang kemungkinan dapat digunakan operator untuk melakukan kegiatan ilegal bahan nuklir. Pembentukan Pu dan pengurangan bahan fisil/ uranium-235 selama bahan bakar dibakar di dalam teras ditentukan berdasar kepada sejarah iradiasi masing-masing bahan bakar. Pemuatan bahan bakar segar ke dalam teras reaktor dan pemindahan bahan bakar bekas ke kolam penyimpan bahan bakar bekas harus dicatat oleh operator. Pergerakan fisik bahan bakar harus sesuai dengan catatan akuntansi yang dilaporkan oleh operator. Untuk memverifikasi secara independen pergerakan fisik bahan nuklir, IAEA memasang peralatan C/S. Jalur bahan nuklir dan jalur yang dimungkinkan dapat digunakan untuk menyimpangkan bahan nuklir dipantau dengan kamera. Senario penyimpangan pada instalasi PLTN ada dua, pertama adalah dengan menyelewengkan jumlah inventori yang dideklarasikan dengan memindahkan satu atau lebih rod bahan bakar atau perangkat bahan bakar dan menggantinya dengan dummy. Kedua dengan memproduksi bahan nuklir secara sembunyi-sembunyi yaitu dengan cara mengiradiasi bahan fisil di dalam reaktor untuk mendapatkan Pu. Untuk bahan bakar reaktor daya jenis LWR, 1 significant quantity (SQ): jumlah terkecil bahan nuklir yang dapat digunakan untuk membuat senjata nuklir) LEU adalah 75 kg U-235, yang mana jumlah ini terkandung di dalam lima perangkat bahan bakar segar. Sedangkan 1SQ Pu adalah 8kg, terkandung di dalam dua perangkat bahan bakar bekas. Oleh sebab itu untuk bahan bakar uranium, nilai strategis bahan bakar bekas lebih tinggi dari bahan bakar segar (2). Elemen pendekatan seifgard instalasi PLTN dianalisis dan ditetapkan dengan tujuan untuk memampukan IAEA memantau kegiatan operasi sehingga pertanggungjawaban terhadap penggunaan bahan bakar dapat diverifikasi. Gambar 2A dan 2B adalah representasi desain instalasi PLTN yang saat ini sedang beroperasi di dunia4).

ISSN 1979-1208

99

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional

Gambar 2A. Tata letak C/S pada Instalasi PLTN dengan Kolam Penyimpan Bahan Bakar Bekas berada di

dalam containment4)

Gambar 2B. Tata letal C/S pada Instalasi PLTN dengan Kolam Penyimpan Bahan Bakar Bekas berada di luar containment4.)

4.

PEMBAHASAN

Desain suatu instalasi nuklir perlu dikaji dan diverifikasi untuk memberikan kepastian bahwa potensi untuk menyalahgunakan dan mengembangkan bahan senjata nuklir tidak dapat dilkukan di instalasi tersebut. Tiga unsur utama bahwa proliferasi senjata nuklir dapat dikembangkan meliputi tersedianya bahan nuklir, tersedianya peralatan dan adanya keinginan dari pelaku/ operator untuk melaksanakan maksud tersebut. Secara teknis willingness/ keinginan tidak dapat diverifikasi, sehingga dua aspek lainnyalah yang perlu dikaji. Pada prinsipnya, instalasi PLTN bukan suatu instalasi yang sensitif proliferasi karena bahan nuklir yang digunakan adalah uranium dengan pengkayaan rendah, 3 – 5 % 235U. Meskipun demikian, seperti yang disebutkan sebelumnya, ada dua skenario ancaman penyelewengan di instalasi PLTN yang perlu diperhatikan dan dikaji dari aspek seifgard. Pertama adalah dengan menyelewengkan jumlah inventori yang dideklarasikan dengan

ISSN 1979-1208

100

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional memindahkan satu atau lebih rod bahan bakar atau perangkat bahan bakar dan menggantinya dengan dummy. Kedua dengan memproduksi bahan nuklir secara sembunyisembunyi yaitu dengan cara mengiradiasi bahan fisil di dalam reaktor untuk mendapatkan Pu. Bertitik tolak dari dua ancaman tersebut, utamanya pengkajian desain dilakukan sejak awal ketika instalasi PLTN belum dibangun. Komunikasi yang kondusif antara pihak-pihak terkait diantaranya adalah pihak operator, perancang, national regulator dan IAEA dapat dijalin agar pihak perancang bersetuju menciptakan penghalang teknis sebagai fitur intrinsic fasilitas dan berfungsi untuk menghalangi/ mempersulit produksi ilegal bahan nuklir. Untuk meningkatkan efisiensi pelaksanaan seifgard, perancang juga dapat menciptakan tata letak fasilitas yang mempermudah pelaksanaan verifikasi (safeguardability). Untuk meningkatkan safeguardability dapat dilaksanakan juga dengan meningkatkan kemampuan untuk mendeteksi adanya penyimpangan, dan biasanya hal ini diawali dengan terdeteksinya anomali. Adalah tidak realistik mendeteksi suatu penyimpangan dengan menagkap langsung operator sedang melakukan kegiatan ilegal. Seifgards akan mudah diterapkan di instalasi PLTN dimana pergerakan bahan bakar dan aktivitas perawatan hanya dapat dilakukan selama masa refuelling. Pintu keluar/ masuk peralatan harus mudah disegel dan harus selalu tertutup selama reaktor beroperasi. Pintu keluar/ masuk personil harus dirancang tidak dapat digunakan sebagai pintu keluar/ masuk bahan bakar segar. Kolam bahan bakar bekas harus berada di dalam containment (seperti ditunjukkan pada gambar 2A) atau dapat juga bahan bakar bekas dipindahkan ke kolam penyimpan bahan bekar diluar containment (seperti ditunjukkan pada gambar 2B) melaui kanal hubung yang selalu disegel kecuali selama masa refuelling. Pengalaman membuktikan bahwa beberapa kanal hubung sulit untuk disegel karena fitur instalasinya tidak dirancang sejak awal. Selama masa refuelling IAEA akan memasang kamera untuk mempertahankan continuity of knowledge bahan bakar yang ada di teras reaktor dan untuk mendeteksi ada/ tidaknya senario unreported production Pu. Desain untuk memasang kamera di sekitar teras reaktor harus disediakan oleh operator fasilitas.

5.

KESIMPULAN

Kajian informasi desain yang dilaksanakan secara cermat dan waktu yang tepat dalam artian kajian yang dimulai ketika instalasi PLTN belum dibangun akan mengefektifkan dan memudahkan pelaksanaan verifikasi seifgard (safeguardability) karena IAEA dapat bekerja sama dengan pihak operator dan perancang untuk mengadopsikan persyaratan seifgard ke dalam desain instalasi, seifgard inherently menjadi fitur intrinsic fasilitas.

DAFTAR PUSTAKA [1]. MASAHIRO KIKUCHI, Ph D., ”An Idea for Assessment of Proliferation Effects Under the Integrated Safeguards” NUCLEAR MATERIAL CONTROL CENTER, Tokyo, 2007. [2]. REBECCA STEVENS. ”Implementation of Safeguards at a Nuclear Power Plant”, National Workshop on the Implementation of the Comprehensive safeguards Agreement and Additional protocol, Abu Dhabi, Uni Emirat Arab, March 2011. [3]. IAEA,”Design Measures to Facilitate Implementation of Safeguards at Future Water Cooled Nuclear Power Plants”, Technical Report Series No.392, International Atomic Energy Agency, Vienna 1998. [4]. IAEA. ”Facility Design and Plant Operation Feature that Facilitate the Implementation of IAEA Safeguards”, STR No. 360 Sgcp-Cca, International Atomic Energy Agency, Vienna 2009 .

ISSN 1979-1208

101