w NOM
'rS
Medio Informosillmu Pengetohuondon TeknologiNuklir
PENGELOLAAN LIMBAHRADIOAKTIF
Sebagaimana terjadipadaindustrilainnyaPLTN juga menghasilkanlimbah. Penting untuk diketahui bahwa PLTN merupakanindustri pertama yang menerapkansistem pengelolaanlimbah sejak perencanaanpembangunannya. Limbah yang paling dominandari pengoperasian PLTN adalahelemenbakarbekas. Elemen bakar bekasmengandungunsur-unsurradioaktif dari hasil pembelahan inti atom uraniumyang masihbersifatradioaktif.Sifat keradioaktifanunsurhasil pembelahaninilah yang harus diwaspadaidan diamankanuntuk mencegahagar tidak membahayakanmanusiadan lingkungandi sekitarnya. Penggantianelemenbakar dilakukansetelahkira-kira 4,5 tahun beradadi dalam reaktor. Elemen bakar bekas masih mengandungunsur radioaktif dan memancarkanradiasidenganaktivitastinggi. Hal ini merupakanalasanpenting mengapaelemenbakar bekasharusdiolah dan disimpandi tempatyang aman. Tahapanpengolahanlimbah elemenbakarbekas: 1.
r::!T=i=-iiii:l
*ffiffi#
Elemenbakaryang sudahhabispakai dipindahkandari terasreaktordengan p e r a l a t a nk h u s u s d a n d i o p e r a s i k a nd e n g a n a l a t p e n g e n d a l ij a r a k j a u h (remote control\.
I www.infonuktir.com PDINI BADAN TENAGA NUKLIR NASIoNAL.. www.batan.so.id
:i=q_trai:
2.
Elemen bakar bekas selanjutnyaditempatkandi kolam penyimpanansementarayang berisi air untuk proses pendinginan dan penurunanaktivitas radiasinya.Air selain berfungsi untuk pendinginan juga berfungsi sebagaiperisai radiasi untuk mencegah agar radiasi tidak keluar dari sistem pengungkungankolam.
3.
Setelah berada di kolam penyimpanan selama kurang lebih 5 tahun dan aktivitas radiasinya sudah relatif rendah, elemen bakar bekas dapat dipindahkan ke tempat penyimpanan yang bersifat lestari. Tempat penyimpananlimbah lestari dapat berupa kolam beton yang berada di bawah permukaantanah dengankedalamankira-kira 1.000 meter. Selain penyimpananlestari, dewasaini telah dikembangkanpula prosesdaur ulang elemenbakar bekasdi beberapanegara. Daur ulang ditujukan untuk mengambil kembali unsur-unsurdapatbelah (uranium, plutonium, amerisium, curium, neptunium) untuk dijadikan sebagaibahan baku elemen bakar baru atau untuk industri lain.
Hampir 99 Volimbah PLIN berasaldari elemenbakar bekasyang masih mempunyai radioaktivitas tinggi, sedangkansisanyaberasaldari baju pelindung Qtrotectiveclothing), kain pembersih,peralatan laboratorium dan sarung tangan yang sudah tidak terpakai. Meskipun limbah tersebut tingkat radioaktivitasnya rendah namun tetap harus diolah dan kemudian disimpan di bawah permukaan tanah. Selain dari pengoperasianPLTN, limbah radioaktif juga bisa dihasilkandari aktivitas lain seperti penambanganmineral uranium dan thorium dan prosespengolahannyahingga menjadi elemenbakar; daur ulang bahan bakar bekas, dekontaminasidan dekomisioning fasilitas nuklir, serta penggunaan zat radioaktif dalam bidang penelitian, pertanian,industri dan kedokteran. Secaragarisbesarpengelolaanlimbah radioaktif mengikuti tiga prinsip utamayaitu memperkecil volume, mengubahmenjadi bentuk stabil secarafisika maupun kimia. Selanjutnyalimbah radioaktif dipindahkan ke tempat yang terisolasi dari lingkungan hidup dan dimonitor secaraterus menerus.
bahil baktr baru
HLW high level waste (limbah radioaktivitas tinggi)
Penyimpanan tanahdalam
i
:l*"*., r
akfirritas sadanb ;;:li:,:r:tl :' I bqrumur.:ti:': ':i', ,li'.i: panlangj ' i l , l , ,
Bagan pengelolaan limbah radioaktif (sumber : www.nagra.ch)
Limbah radioaktif berdasarkantingkat aktivitasnyadigolongkanmenjadi3, yaitu limbah aktivitas bentukfisiknya, rendah,limbah aktivitassedangdan limbah aktivitastinggi, sedangkanberdasarkan limbah tersebut fasa padat. Masing-masing gas, dan fasa cair atas limbah radioaktif dibedakan radioaktif limbah Pengolahan pengolahannya. proses pada setiap yang berbeda mempunyai perlakuan evaporasi (penyaringan), filtrasi proses melalui adalah padat berturut-turut fasa gas, cair dan (penguapan)dan pemampatan.Tahapselanjutnyaadalahsementasiuntuk imobilisasi material limbah dalam padatanuntuk memudahkandalam transportasi,penyimpanan dan monitoring' Tingkat radioaktivitas limbah radioaktif akan menurun sesuaidengan umur paronya. Selama satu tahun berada di dalam tempat penyimpananmaka tingkat keradioaktifannyaakan menjadi 100 kali lebih kecil dibandingkanpadasaatkeluar dari reaktor.Setelah5 tahun akanmenjadi 1.000kali lebih kecil, dan dalamwaktu 500 tahuntingkat radiasinyasudahdianggapmendekatitingkat radiasi alam.
Jumlah limbah aktivitas rendah dan sedangyang ditimbulkan dari operasi PLTN 1.000 MWe Berdasarkankajian yang dilakukan oleh NEWJECT dan laporan dari beberapanegara yang memiliki PLTN, jumlah limbah aktivitas rendahdan sedangyang dihasilkandari kegiatanoperasional PLTN 1.000 MWe jenis PWR adalahsebesar200 hingga 600 m3.Limbah tersebutberasaldari kegiatan rutin operasional,kegiatan dekontaminasiserta kegiatan pada saat refueling. PLTNPWR1.000MWepertahun rendahdansedangdarioperasional Tabel1. Jumlahlimbahaktivitas PWR1.000MWe pertahun Volumelimbahmentiah
r o r r o r o
Volumelimbahoertahunsetelahdilakukan prosespengolahan dankondisioning
300-400drum200Latauvolumetotal (limbah danmatrikspengungkungnya) m3 sekitar60-80
50 mslimbahcair, 375 m3limbah padatterbakar, 30 m3resinbekas, 35 m3filterudara, 12 m3karetdan karbonaktif, 10 m3filterair, 4 m3material isolasitak terbakar
Ada dua tahapanpengelolaanlimbah radioaktif yaitu : 1 . Pengolahan(Treatment)yang bertujuan untuk mereduksi volume dengan cara evaporasi, kompaksi, insinerasi atat radionuclide removal menggunakanchemical treatment,filtrasi dan penukarion.
2 . Kondisioning yang bertujuan untuk memudahkanhandling dan transportasilimbah serta meminimalkan bahayaradiasi (faktor shielding).
PengolahanLimbah Cair Limbah cair yang dihasilkan pada saat operasi maupun refueling ditampung ke dalam tangki penampunganlimbah mentah untuk kemudian diolah dengan proses evaporator,filtrasi yang dilengkapi prosespenukaranion, dan pengolahansecarakimia. Pemilihan metodepengolahanlimbah cair disesuaikandengankarakteristiklimbah tersebut.
Tabel2. AktivitaslimbahradioaktifcairdariPLTNPWR1.000MWe LimbahCair
Aktivitas (Bq/Tahun)
Tritium
3,7 x1012
Radionuklida lain
3 , 7x 1 0 s
Pengolahan awal tersebut akan menghasilkan konsentrat atau sludge atau resin bekas yang kemudian dikondisioning di dalam wadah limbah yang sesuai.Ada banyak metode kondisioning, tetapi yang paling umum untuk dilakukan adalahdenganmetode immobilisasi menggunakansemen. Di Korea, kondisioning hanya dilakukan dengan mengeringkan konsentrat dan resin tanpa mencampurkannyadengan semen.Tujuan dari pengeringandan pewadahanlangsungdi dalam HIC (High Integrited Container) adalah untuk memaksimalkan reduksi volumenya. Setelahproseskondisioning paket limbah tersebutkemudian diangkut dan disimpan di dalam fasilitas penyimpanan sementara.
Pengolahanlimbahmir denganevaporator Uquid wste treailnent by evaryretor
PengolahanLimbah Padat Limbah padat dari operasionalPLTN mempunyai karakteristik yang beragam.Untuk keperluan pengolahan,limbah padat dapatdiklasifikasikan menjadi 3, yakni limbah padat dapatdibakar,limbah padat dapat dikompaksi tetapi tidak dapat dibakar, dan limbah padat yang tidak dapat bakar dan maupun dikompaksi. Limbah dapat bakar direduksi volumenya dengan dibakar di dalam tanur insenerasi pada temperatur 700"C - 1,100"C.Gas buang yang ditimbulkan dari reaksi pembakarandan partikulit ini dilewatkan melalui beberapa filter antara lain bag housefiltrer dan HEPA filter sehinggahampir 99,9%-nya akan terjebakdi dalam filter. Selanjutnyagasbuangyang berupasisa-sisaasamdinetralkan dengan soda api. Gas buang yang kemudian keluar dari cerobong telah sepenuhnyabebas dari komponen-komponen yang berbahaya.
Abu sisa pembakaranyang berupaoksida logam diimmobilisasi dengansemendan diwadahkan dalam drum 2OOL. Setelah itu limbah yang telah terimmobilisasi tersebutdisimpan di tempat penyimpanan sementara. Pengolahanlimbah padat dapat dikompaksi tetapi tidak dapat dibakar dilakukan dengan cara kompaksi. Di banyak negara,limbah tersebutdikumpulkan di dalam drum 100 L, proseskompaksi baru dilakukan setelahlimbah telah terkumpul cukup banyak. Setelah dikompaksi drum 100 L yang berisi limbah padat ditempatkan di dalam wadah drum 200 L. Setelahdrum pertamaterkompakkan dilanjutkan drum L00 L ke dua dan dikompakkan, demikian seterusnyasehingga tercapai jumlah drum 100 L yang optimum. Setelah proses kompaksi, koral dengan spesifikasi tertentu dituangkan ke dalam anulus yang terbentuk. Berikutnya campuranpasta semenpasir diinjeksikanke dalamanulusdan digetarkanuntuk menjamininfiltrasi dari pastahomogen. Setelah proses ini selesai paket limbah kemudian disimpan di fasilitas penyimpanan sementara. Limbah padat tidak dapat bakar dan tidak dapat dikompaksi biasanya diolah dengan metode immobilisasi langsung.
DILWONAIR
Bag liltel
ry{ :lll
;#
ww tn
r+i il
1-f-l
*f' 11,
PengolahanLimbah Gas Limbah gasharusdiolah oleh pihak reaktordengancarapengambilanradionuklidamenggunakan filter dan karbon aktif. Filter dan karbon aktif yang sudahjenuh dikirim ke instalasi pengelolaan limbah radioaktif untuk diolah sebagailimbah padat.Filter bekasdiolah dengancara superkompaksi atau kompaksi 2 arah, sehingga reduksi volume yang didapat maksimal. Sedangkankarbon aktif diolah dengan cara insenerasi,dan abu yang ditimbulkan kemudian diimmobilisasi dengan semen. Pada umumnya PLTN 1.000 MWe akan melepaskanlimbah gas dibawah 1.014 Bq/tahun, dengan perkiraan gas yang mungkin dihasilkan adalahgas mulia, gas yodium dan carbon-14. Tabel3. Perkiraantimbulnyalimbahgasdari PLTN1.000Mwe Limbah Ga-s
Aktivitas (Bq/Tahun)
Gasmulia
3 , 6x 1 0 8
GasYodium Gascarbon- 14
Takterdeteksi Sangatkecil
Filter bekasdiolah dengancara superkompaksi ataukompaksi2 arah,sehinggareduksi volume yang didapat maksimal. Sedangkankarbon aktif diolah dengan cara insenerasi,dan abu yang ditimbulkandiimmobilisasidensansemen.
Disposal Limbah Radioaktif Sesuaidenganprinsip pengelolaanlimbah, maka penyimpananakhir (disposal)sebagai bagian ujung belakang dari tahapan pengelolaan limbah radioaktif, bertujuan untuk mengisolasi limbah sehingga tidak terjadi paparan radiasi terhadap manusia dan lingkungan. Tingkat pengisolasian yang diperlukan dapatdiperoleh denganmengimplementasikanberbagaimetodepenyimpananakhir, diantaranyadenganmodel penyimpananakhir dekat permukaan(near surface disposal = NSD) dan penyimpananakhir geologi (geological disposal = GD) sebagaipilihan yang umum untuk diterapkan di banyak negara. Di dalam NSD, fasilitas penyimpanandiletakkan pada atau di bawah permukaantanah,dengan ketebalan lapisan pelindung beberapameter. Dalam beberapakasuslapisan pelindung tersebutbisa mencapaibeberapapuluh meter padatipe fasilitasrock cavern.Fasilitas-fasilitastersebutdikhususkan untuk limbah aktivitas rendah dan sedangyang tidak mengandungradionuklida berumur panjang. Fasilitas geological disposal diletakkBn pada kedalamanbeberaparatus meter hingga seribu meter di bawah permukaan tanah, sehingga sering disebut juga dengan istilah deep geological disposal.Fasilitas-fasilitastersebutdikhususkanuntuk limbah aktivitas tinggi dan yang mengandung radionuklida berumur panjang.
Tempat penyimpanan limbah radioaktif pada tanah dangkal
Limbah radioaktif aktivitas sedang dan rendah setelnh dikelola menjadi bentuk padat (sementasi)
Desain deep geological disposal unnk limbah aktivitas tinggi
d F asilitas penyimpanan limbah di Yucca Mountain, Amerika
PusatDiseminasilptek Nuklir GedungPerasten: Jl. LebakBulusRayaNo.49,PasarJum'al,Jakaria12440 KotakPos: 4390,Jakarta12043,lndonesia, Telp.: (021) 7659401,7659402 go.id,
[email protected] Fax.: (021) 75913833,Email: pdin@batan. www.batan.go.id, www.infonuklir.com Penyusun:Eko P Hidayat,S.SidanAgusRial ; Narasumber: PTLR-BATAN
