PEMILIHAN JALUR FILTER UDARA SEBELUM KELUAR CEROBONG MENGGUNAKAN INDIKATOR TINGKAT AKTIVITAS RADIONUKLIDA DI KH-IPSB3

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 26 September 2012

PEMILIHAN JALUR FILTER UDARA SEBELUM KELUAR CEROBONG MENGGUNAKAN INDIKATOR TINGKAT AKTIVITAS RADIONUKLIDA DI KH-IPSB3 Adi Wijayanto, L. Kwin Pudjiastuti, Purwantara Pusat Teknologi Limbah Radioaktif – BATAN, Puspiptek, Serpong, Tangerang [email protected] ABSTRAK PEMILIHAN JALUR FILTER UDARA SEBELUM KELUAR CEROBONG MENGGUNAKAN INDIKATOR TINGKAT AKTIVITAS RADIONUKLIDA DI KHIPSB3. Pemantauan kontaminasi udara sebelum keluar cerobong di Kanal Hubung – Instalasi Penyimpanan Bahan Bakar Bekas (KH-IPSB3) dilakukan dengan Sistem Saluran Udara (SSU) secara kontinyu, dengan tujuan agar jika terjadi kontaminasi udara maka akan dilewatkan sistem penyaring charcoal dan HEPA, sehingga radionuklida yang terlepas di udara tidak keluar cerobong. Pemantauan dilakukan dengan sistem alarm. Apabila ada indikasi tingkat aktivitas radioaktivitas berlebih, maka akan membunyikan alarm dan memindahkan jalur filter udara sebelum keluar cerobong akan di filter dua kali yaitu melalui filter charcoal dan HEPA. Sistem pengatur tekanan tata udara yang masuk ke dalam ruangan dalam instalasi, dapat memindahkan jalur tata udara lewat charcoal dan HEPA filter secara otomatis jika terjadi kontaminasi, sehingga kontaminasi radionuklida gas (partikulat aktif) tidak terlepas ke lingkungan. ABSTRACT THE AIR FILTER CONFIGURATION SELECTION BEFORE STACK OUTLET USING AIR RADIOACTIVITY LEVEL INDICATOR AT KH-IPSB3. Monitoring of air contamination in the canal before exiting the stack Transfer Chanal Interim Storage For Spent Fuel (TC-ISFSF) conducted by the air line system is continuous, with the aim that in the event of contamination of the air will be passed through the system and HEPA filter charcoal, so that the radionuclides are apart in the air does not come out the chimney. Monitoring conducted by the alarm system. If there are indications of excessive activity levels of radioactivity, it will sound an alarm and remove the air filter lane before exiting the chimney will be filtered twice through the HEPA filter and charcoal. Pressure regulating system of air into the room in the installation, can move the path of air through HEPA filter carcoal and automatically in the event of contamination, so the gas radionuclide contamination (active particulate) are not released into the environment.

PENDAHULUAN

K

anal Hubung-Instalasi Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Bekas (KH- IPSB3) dibangun pada tahun 1993. Fasilitas KH-IPSB3 terletak diantara Raktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS) dan Instalasi Radiometalurgi (IRM), membujur dari barat ke timur. KH menghubungkan IPSB3 dengan ketiga instalasi yaitu : RSG-GAS, IRM dan Instalasi Produksi Radioisotop (IPR). Di dalam IPSB3 terdapat suatu kolam air ukuran 5 m  14 m yang Adi Wijayanto, dkk.

berfungsi untuk menyimpan bahan bakar nuklir bekas dan bahan teriradiasi lain yang berasal dari RSG-GAS, IPR, IRM dan instalasi luar. Kolam bahan bakar nuklir bekas terletak di tengah-tengah IPSB3, pada ketinggian - 6,5 m (basement). Fungsi utama dari IPSB3 adalah untuk menerima dan menyimpan bahan bakar nuklir bekas yang telah digunakan oleh RSG-GAS. Kapasitas penyimpanan sebesar 1458 bahan bakar nuklir bekas. Bahan bakar bekas yang disimpan di IPSB3, sebelumnya telah mengalami pendinginan pendahuluan, minimum selama 100 hari di Kolam Penyimpanan

ISSN 1410 – 8178

Buku I hal. 1


Sementara RSG-GAS (KPS RSG-GAS). Bahan bakar nuklir bekas ditempatkan di dalam rak-rak penyimpan dengan konfigurasi tertentu untuk menghindari kekritisan. Permukaan air kolam setinggi 2,5 m dimaksudkan sebagai penahan radiasi. Dengan kondisi seperti itu paparan yang ada diatas permukaan kolam lebih kecil dari 5 Sv/jam. Dosis radiasi tersebut sesuai dengan syarat yang diberikan ICRP 60.[1]. Prinsip-prinsip keselamatan yang berkaitan dengan penyimpanan bahan bakar bekas adalah pencegahan kritikalitas, pencegahan paparan radiasi yang melebihi batas (5 Sv/jam), dan pencegahan pelepasan zat radioaktif. Pengawasan tingkat paparan radiasi dan tingkat kontaminasi terhadap daerah kerja dilakukan secara periodik. Tingkat paparan radiasi daerah kerja dilakukan sekali dalam sebulan dengan menggunakan surveymeter atau radiameter dan tingkat kontaminasi permukaan dan tingkat kontaminasi udara dilakukan sekali dalam tiga bulan. Tingkat kontaminasi permukaan daerah kerja diukur dengan tes usap dan tingkat kontaminasi udara dilakukan dengan alat cuplik udara kemudian dilakukan pencacahan menggunakan septrometer. Syarat-syarat keselamatan telah diintegrasikan di dalam desain KH-IPSB3 sesuai dengan pedoman keselamatan penyimpanan dan penanganan bahan bakar nuklir bekas yang diacu dari IAEA Safety Guide No.50-SG-D10 & ICRP 60 tahun 1990. Dengan demikian pada kondisi normal dan kondisi kecelakaan, instalasi ini tetap akan beroperasi dengan aman. Pemantauan Tingkat Kontaminasi Udara KH-IPSB3 dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui seberapa besar tingkat kontaminasi udara yang ada di KH-IPSB3 setelah adanya kegiatan pemindahan dan penyimpanan bahan bakar bekas nuklir. Ppemantauan kontaminasi udara juga dilakukan dengan menggunakan alat Sistem Saluran Udara (SSU) yaitu detektor dipasang didalam bola Pb dengan menggunakan pompa hisap maka udara yang akan keluar melalui cerobong dialirkan ke dalam bola Pb, sehingga dapat diketahui tingkat aktivitasnya. Dengan adanya bahan bakar nuklir bekas diperkirakan kontaminasi udara berasal dari radionuklida 131I yang berasal dari sisa hasil aktivasi meskipun sangat kecil. Untuk mengantisipasi adanya lepasan 131I ke lingkungan, maka udara dari IPSB3 terlebih dahulu dilewatkan cerobong yang telah dilengkapi dengan filter secara kontinyu, dengan tujuan agar jika terjadi kontaminasi udara sedini mungkin akan diketahui oleh pekerja radiasi. Udara dari KH-IPSB3 akan dikeluarkan melalui cerobong dan melewati jalur penyaringan. Ada dua jalur penyaringan yaitu jalur normal hanya melalui filter HEPA dan jalur tidak normal atau emergency Buku I hal. 2

yang melalui filter charcoal dan HEPA. Pengaturan aliran udara buang ditentukan oleh detektor yang ada di SSU. Ketika ada indikasi tingkat aktivitas berlebih, maka SSU akan membunyikan alarm dan memindahkan dumper ke jalur filter udara sebelum keluar cerobong melalui jalur emergency dan akan di filter dua kali. Untuk mengatur jalur udara kontaminasi dan jalur udara normal dibuat sistem dumper otomatis dengan menghubungkan hasil deteksi SSU dengan sistem dumper. Dumper adalah sistem pengatur tekanan tata udara yang masuk ke dalam ruangan dalam instalasi yang dapat memindahkan jalur tata udara lewat hepa filter jika terjadi kontaminasi sedangkan Sistem Saluran Udara adalah sistem yang digunakan untuk mengidentifikasi kontaminasi radionuklida gas (partikulat aktif). Pencuplik Udara digunakan untuk mencuplik udara dari duct ke dalam bola timbal (Pb). Driver Relay adalah rangkaian yang dapat mengendalikan saklar agar dapat on atau off secara otomatis karena maenggunakan prisip medan magnit yang digunakan sebagai penggerak saklar. Selector Switch adalah saklar yang digunakan untuk memilih 2 posisi ON-OFF/Start-Stop/0-1/AutoManual, dan lain-lain. Pada makalah ini dibahas tentang proses dan modifikasi pemilihan jalur filter udara sebelum keluar cerobong menggunakan indikator tingkat aktivitas radionuklida di KH-IPSB3. Proses pemilihan jalur filter udara ini menggunakan indikator alarm karena input dari Alarm SSU dapat menghasilkan tegangan 5V (logic 1) yang diinputkan pada rangkaian rangkaian driver relay motor dumper yang telah dimodifikasi. Modifikasi dilakukan karena driver relay yang sebelumnya tidak berfungsi sama sekali, sehingga dilakukan modifikasi driver relay motor dumper. Setelah dilakukan modifikasi, dilakukan juga uji fungsi otomatisasi dumper dengan input alarm SSU tersebut menggunakan Sumber Standar 137Cs dengan aktivitas 23,29 MBq, pada tanggal 22 November 1999. TATA KERJA Alat dan Bahan[3,4,5,6] 1. Sistem Saluran Udara (SSU), Ludlum Model 177-50 Log Ratemeter dan Ludlum Model 4410 Gamma Scintillator. 2. Sumber Standar 137Cs dengan aktivitas 23,29 MBq, pada tanggal 22 November 1999. Cara kerja Metoda pemilihan jalur filter udara dilakukan dengan pengujian alarm SSU, yaitu dengan mendekatkan sumber standar 137Cs dengan aktivitas 23,29 MBq, pada tanggal 22 November

ISSN 1410 – 8178

Adi Wijayanto, dkk


1999 yang didekatkan pada detektor SSU tersebut. Apabila nilai yang ditunjuk melebihi Batas Kondisi Operasi (BKO) maka akan terjadi alarm yang digunakan sebagai input dari Alarm SSU yang dapat menghasilkan tegangan 5V (logic 1) yang diinputkan pada rangkaian rangkaian driver relay motor dumper yang telah dimodifikasi menggunakan prinsip rangkaian elektronika transistor sebagai saklar. Dari rangkaian driver relay inilah yang akan memindahkan dumper ke jalur filter udara sebelum keluar cerobong yang semula jalur filter udara normal menjadi melalui jalur filter udara emergency sehingga akan di filter dua kali.

kontaminasi radionuklida gas (partikulat aktif). Monitor kontaminasi dalam SSU menggunakan detektor NaITL. Gambar Monitor SSU ditunjukkan seperti pada Gambar 1a.

Gambar 1a. Monitor Sistem Saluran Udara (SSU)

HASIL DAN PEMBAHASAN Pemantuan tingkat kontaminasi udara dilakukan secara rutin dan pemantauan langsung pada alat terpasang. Pemantauan kontaminasi udara secara rutin dilakukan dengan menggunakan alat pencuplik udara dan dicacah menggunakan alat pencacah di laboratorium pencacahan, sedangkan dan pemantauan kontaminasi langsung pada alat terpasang menggunakan monitor radiasi Sistem Saluran Udara (SSU). Disamping pemantuan tingkat kontaminasi udara rutin, menggunakan alat pencuplik udara ruangan, dilakukan juga pemantuan tingkat kontaminasi udara secara langsung menggunakan Sistem Saluran Udara (SSU). Hal ini dilakukan bertujuan untuk mengidentifikasi

Gambar 1b. Sistem Pencuplik Udara SSU Sistem pencuplik udara berfungsi untuk mencuplik udara dari duct ke dalam bola timbal (Pb) menggunakan pompa hisap. Gambar sistem pencuplik udara pada SSU ditunjukkan seperti pada Gambar 1b.

Gambar 2. Sistem Aliran Udara dalam Sistem KH-IPSB3 (TC-ISSF) Adi Wijayanto, dkk.

ISSN 1410 – 8178

Buku I hal. 3


Udara dari KH-IPSB3 akan dikeluarkan melalui cerobong dan melewati jalur penyaringan. Ada dua jalur penyaringan yaitu jalur normal hanya melalui filter HEPA dan jalur tidak normal atau emergency yang melalui filter charcoal dan HEPA. Pengaturan aliran udara buang ditentukan oleh detektor yang ada di SSU. Ketika ada indikasi tingkat aktivitas berlebih, maka SSU akan membunyikan alarm dan memindahkan dumper ke jalur filter udara sebelum keluar cerobong melalui jalur emergency dan akan di filter dua kali. Untuk mengatur jalur udara kontaminasi dan jalur udara normal dibuat sistem dumper otomatis dengan menghubungkan hasil deteksi SSU dengan sistem dumper. Pada sistem aliran udara dalam sistem KHIPSB3 (TC-ISSF), untuk kondisi normal, dumper I pada posisi terbuka dan dumper II pada posisi tertutup, sedangkan pada kondisi emergency, dumper I pada posisi tertutup dan dumper II pada posisi terbuka. Skema sistem aliran udara dalam sistem KH-IPSB3 (TC-ISSF) digambarkan seperti terlihat pada gambar 2. Sistem otomatisasi dumper dengan input alarm Sistem Saluran Udara (SSU) dibuat dan dikembangkan untuk memindahkan jalur kontaminasi udara. Indikator dumper akan menyala hijau jika jalur filter udara menggunakan jalur hepa filter normal, sebaliknya jika menyala merah maka jalur filter udara menggunakan jalur hepa filter terkontaminasi, artinya akan terjadi proses penyaringan udara dua kali. Alur pemilihian jalur filter udara sebelum keluar cerobong menggunakan indikator tingkat aktivitas radionuklida dirancang dan dibuat dengan tujuan mengindikasikan jika terjadi tingkat kontaminasi udara di KHIPSB3 melebihi batas yang ditetapkan. Alur Pemilihan Jalur Filter Udara Sebelum Keluar Cerobong Menggunakan Indikator Tingkat Aktivitas Radionuklida telah dimodifikasi kerena yang sebelumnya saklar otomatis penggerak dumpernya tidak berfungsi. Rangkaian yang semula menggunakan RCU (Remote Control Unit) yang terdiri dari 5 bagian yaitu pengkondisian sinyal, penyangga (buffer), rangkaian 2 out of 3 dan gerbang logic OR,saklar otomatis penggerak dumper tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Adapun modifikasi Alur pemilihan jalur filter udara sebelum keluar cerobong menggunakan indikator tingkat aktivitas radionuklida ditampilkan pada gambar 3. Pengembangan juga telah dilakukan dengan menggunakan teknologi SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) pada RKU (Ruang Kendali Utama) yaitu dengan tampilan indikator alarm pada layar monitor RKU.

Buku I hal. 4

Gambar 3. Alur Pemilihan Jalur Filter Udara Sebelum Keluar Cerobong Menggunakan Indikator Tingkat Aktivitas Radionuklida Sistem driver relay motor dumper dibuat sendiri dengan menggunakan prinsip rangkaian transistor sebagai saklar yang bertujuan untuk memodifikasi rangkaian yang sudah ada. Alarm yang digunakan sebagai input, berasal dari Alarm SSU yang dapat menghasilkan tegangan 5V (logic 1) yang diinputkan pada rangkaian rangkaian driver relay motor dumper yang telah dimodifikasi. Sistem driver relay motor dumper dibuat untuk mengaktifkan motor dumper kontaminasi jika terjadi tingkat kontaminasi udara yang melebihi batasan. Berikut ini rangkaian driver relay motor dumper pada seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Rangkaian Driver Relay Motor Dumper Input dari Alarm SSU menghasilkan tegangan 5V yang diinputkan pada kaki basis transistor rangkaian driver relay, sehingga mengaktifkan relay dan mengaktifkan motor dumper serta memindahkan posisi dumper dari kondisi normal ke kondisi kontaminasi.

ISSN 1410 – 8178

Adi Wijayanto, dkk


Tabel 1. Hasil pengujian otomatisasi dumper dengan input alarm Sistem Saluran Udara (SSU) 1 ITEM JALUR JALUR No STANDAR BKO KET. PENGUKURAN NORMAL KONTAMINASI 1 Tes Batere 1700 Volt 1700 Volt 1700 Volt 1700 Volt 2 Tes HV 1200 Volt 1200 Volt 1000-1300 Volt 1200 Volt 3 Alarm 70Bq 70Bq 70Bq >70Bq 4 5

Posisi Awal Panel Damper Posisi Pengujian Kontaminasi udara ducting

*) terbuka

*) tertutup

*) tertutup

*) terbuka

Normal: terbuka Kontaminas: tertutup Normal: tertutup Kontaminas: terbuka

Normal: terbuka Kontamunasi: tertutup Sumber 137Cs, Aktivitas 23,29 MBq, Tanggal 22-11-1999.

Tabel 2. Hasil pengujian otomatisasi dumper dengan input alarm Sistem Saluran Udara (SSU) 2 No ITEM JALUR JALUR STANDAR BKO KET. PENGUKURAN NORMAL KONTAMINASI 1 Tes Batere 1700 Volt 1700 Volt 1700 Volt 1700 Volt 2 Tes HV 1200 Volt 1200 Volt 1000-1300 Volt 1200 Volt 3 Alarm 70Bq 70Bq 70Bq >70Bq 4 5

Posisi Awal Panel Damper Posisi Pengujian Kontaminasi udara ducting

*) terbuka

*) tertutup

*) tertutup

*) terbuka

Setelah memodifikasi rangkaian driver relay motor dumper, dilakukan pengujian otomastisai dumper dengan menggunakan sumber Sumber 137Cs dengan aktivitas 23,29 MBq pada tanggal 22 september 1999. Berikut ditampilkan Tabel 1 dan Tabel 2 pada pengujian sistem otomatisasi dumper untuk SSU 1 dan SSU 2. Pada pengujian otomatisasi dumper dengan input alarm Sistem Saluran Udara (SSU) 1 didapatkan hasil bahwa tes batere sebesar 1700 Volt. Selain itu tes HV didapatkan hasil bahwa tes batere sebesar 1200 Volt. Sedangkan untuk uji fungsi alarm digunakan Sumber 137CS Aktivitas 23,29 MBq pada tanggal 22 November 1999 Posisi awal dumper normal yang semula terbuka menjadi tertutup dan jalur kontaminasi yang semula tertutup menjadi terbuka. Dengan prinsip logika OR, jika salah satu SSU baik SSU 1 dan SSU2 terjadi alarm maka akan terjadi pemindahan jalur filter udara dari jalur normal ke jalur filter udara kontaminasi. Untuk SSU 2 dilakukan juga pengujian otomatisasi dumper dengan sumber yang sama seperti yang dilakukan pada SSU 1. Berikut ini Hasil pengujian otomatisasi dumper dengan input alarm Sistem Saluran Udara (SSU) 2 Pada pengujian otomatisasi dumper dengan input alarm Sistem Saluran Udara (SSU) 2 didapatkan hasil bahwa tes batere sebesar 1700 Volt. Selain itu tes HV didapatkan hasil bahwa tes batere sebesar 1200 Volt. Sedangkan untuk uji fungsi alarm digunakan Sumber 137CS Aktivitas Adi Wijayanto, dkk.

Normal: terbuka Kontaminasi: tertutup Normal: tertutup Kontaminasi: terbuka

Normal: terbuka Kontamunasi: tertutup Sumber 137Cs Aktivitas 23,29 MBq Tanggal 22-11-1999

23,29 MBq pada tanggal 22 November 1999 Posisi awal dumper normal yang semula terbuka menjadi tertutup dan jalur kontaminasi yang semula tertutup menjadi terbuka. Dengan proses dan modifikasi pemilihan jalur filter udara sebelum keluar cerobong menggunakan indikator tingkat aktivitas radionuklida di KH-IPSB3 maka kegiatan proses pemindahan Bahan Bakar Nuklir Bekas (BBNB) dapat dilakukan, karena kegiatan uji fungsi otomatisasi dumper jalur udara ini merupakan syarat utama yang harus dipenuhi agar BAPETEN dapat mengijinkan kegiatan pemindahan Bahan Bakar Nuklir Bekas (BBNB). Kegiatan modifikasi proses pemilihan jalur filter udara sebelum keluar cerobong menggunakan indikator tingkat aktivitas radionuklida di KH-IPSB3 dapat menutup temuan dari BAPETEN. KESIMPULAN Pemantauan kontaminasi udara di Kanal Hubung – Instalasi Penyimpanan Bahan Bakar Bekas (KH-IPSB3) dapat dilakukan dengan Sistem Saluran Udara (SSU) secara kontinyu, dengan tujuan agar jika terjadi kontaminasi udara akan segera dialihkan melalui filter charcoal dan akan diketahui sedini mungkin oleh pekerja radiasi. Sistem otomatisasi dumper dengan input alarm Sistem Saluran Udara (SSU) dibuat dan dikembangkan untuk memindahkan jalur kontaminasi udara secara otomatis jika terjadi tingkat kontaminasi udara yg melebihi BKO.

ISSN 1410 – 8178

Buku I hal. 5


Sistem driver relay motor dumper dibuat sendiri dengan menggunakan prinsip rangkaian transistor sebagai saklar, dengan harapan perbaikan dan perawatannya lebih mudah. Kegiatan uji fungsi otomatisasi dumper jalur udara ini merupakan syarat utama yang harus dipenuhi agar BAPETEN dapat mengijinkan kegiatan pemindahan Bahan Bakar Nuklir Bekas (BBNB) dari PRSG ke KH-IPSB3.

TANYA JAWAB

DAFTAR PUSTAKA 1. ANONIM, Laporan Analisis Keselamatan KHIPSB3 Revisi 7. 2. ANONIM, PerKa Bapeten No. 01 Tahun 1999 tentang Ketentuan Keselamatan Kerja Terhadap Radiasi. 3. ANONIM, Petunjuk Operasi Sistem Alarm Terpusat, PRSG,1998. 4. ANONIM, Instruksi Kerja Pengujian Otomatisasi Dumper dengan Input Alarm Sistem Saluran Udara (SSU).

Buku I hal. 6

5. ANONIM, Manual Ludlum, “Ludlum Model 177-50 Log Ratemeter”, Ludlum Measurements Inc., Sweetwater Texas, 2005. 6. ANONIM, Manual Ludlum, “Ludlum Model 4410 Gamma Scintillator”, Ludlum Measurements Inc., Sweetwater Texas, 2007.

Siswanti  Apakah perbedaan jalur/sistem aliran udara pada jalur normal dan kontaminasi? Adi Wijayanto  Udara dari KHIPSB3 akan dikeluarkan melalui cerobong dan melewati jalur penyaringan, jalur normal hanya melalui filter HEPA sedangkan jalur kontaminasi/tidak normal/emergensi melalui 2 filter yaitu filter charcoal dan filter HEPA

ISSN 1410 – 8178

Adi Wijayanto, dkk

PEMILIHAN JALUR FILTER UDARA SEBELUM KELUAR CEROBONG MENGGUNAKAN INDIKATOR TINGKAT AKTIVITAS RADIONUKLIDA DI KH-IPSB3

Recommend Documents