PROTEKSI RADIASI PLTN DITINJAU SEGI KEAMANAN PERSONIL
ROESTAN
ROEKMANTARA
DARI
*)
ABSTRAK PROTEKSI RADIASI PLTN DITINJAU
DARI SEGI
KEAMANAN
PERSONIL.
Reoktor yang menggunokon air sebagoi pendingin, moderator don pembowo panos dopot menimbulkon bohoyo rodi osi Iuor moupun dol am (external & internal) yang cukup besor koreno odonya kontomi nasi. Secoro goris besor dibohos terjodinyo kontominosi serto bogoimono tindokon yang horus dijolonkon agar Koryowon oersonil tidok mendopotkon dosis rodiosi yang melebihi dosis moksimum yang diperkenonkon.
PENDAHULUAN Reaktor dari kira_kira 100 MW pada umumnya selama operasi normal akan menimbulkan fission produk kira_kira 108 Ci. Dalam keadaan operasi normal sejum10l unsur radiooktip diudaro (oir_borne rodioactivity) akan dikeluarkan, seperti Tritiun, oleh reactor air berat, Argon oleh reaktor dengan gas sebagai pendingin, dan Radio_jodium oleh PWR. Dalam keadaan kecelakaan potensi pembentukan unsur radioaktip diudara jadi lebih besar dan tergantung dari banyak faktor termasuk macam reactor, tingkat daya, sejarah operasi reactor dan keadaan meteorologis pada saat terjadinya kecelakaan. Udara diluar reactor jadinya akan mengandung unsur_unsur radioaktip yang mempunyai kemungkinan akan terhisap oleh karyawan atau dalam keadaan tertentu akan masuk dal am tubuh karyawan dengan jal an absorpsi atau penyerapan melalui kulit maupun luka. Kontaminasi udara dapat juga terjadi bila terdapat suatu kebocoran dalam pipa_pipa atau saluran_saluran sistim primer.
KONTAMINASI Maksud utama dari pendingin (coolant) adalah membawa panas dari inti- reactor (reactor core), tetapi dapat juga merupakan alat pembawa dari semua bahan komponen
*)
Stoff Dep.
Fisiko ITB yang diperbontukon
di PRAB, BATAN
147
yang asing (nan water). Pendingin dapat sebagian atau semuanya jenuh dengan berbagai produk korosi yang mungkin keluar dari permukaan_permukaan bagian_bagian alat yang dilalui aliran pendingin. Bila aliran pendingin ini melalui inti reactor maka produk korosi akan disinari 01eh neutron hingga terjadi netron activasi don mengel uarkan unsur radioaktip. Nukl ida_nukl ida utama yang diproduksi adalah 58Co 65Zn dan 60Co yang mempunyai umur panjang relatip besar, hasil dari reaksi 58Ni (n,p)58Co, 64Zn(n,3)65Zn don 59Co(n,3)60CO. 58N; didapatkan pada umumnya dari korosi logam campuran Ni dalam tabung_tabung pemanas (feed water heaters). Tabel I memperl ihatkan produk korosi dari beberapa type BWR yang predominan yang memancarkan radiasi 3. TABEL I Dresden No.
1
58Co
Garigliono
58CO
Big Rock Point
58Co
Kahl
60Co
Japan
(Germany) Power Demonstration
Reactor
58Co
Macam dan derajad kontaminasi yang akan dibentuk dalam sistim primer selama reactor beroperasi akan tergantung dari materi atau bahan konstruksi dan daya Iarut dari unsur_unsur radioaktip. Transport dari unsur radioaktip dan pembentukan bahan_bahan particulate dalam rangkaian reactor ada hubungannya dengan oksidasi atau reduksi keadaan dalam rangkaian dan pH dari air. Tabel II memperlihatkan solubility (daya larut) dan transport dari type_type reactor. TABEL II Sol ubi! ity and transport of radioactivity BWR
low
PWR
high
Sistim Primer terdiri dari tabung_tabung dalam reactor, pipa_pipa luar, pompa-pompa, penekan tinggi, kran_kran, sambungan_sambungan dan bagian-bagian pertama dari uni t penukar utama (main exchanger). Produk fission, bahan_bahan radioaktip dalam core dan produksi korosi yang sudah radioaktip akan ditransportj diangkut dari inti reactor sebagai koloid, ion_ion atau particulate ke bagian_bagian luar dari sistim primer dimana kemungkinan besar akan mengendap pada daerah-daerah dengan aliran rendah (misal kran_kran, Iekukan_1 ekukan) atau pada bagian_bagian yang suhunya lebih rendah atau tinggi dari sistim. Kemungkinan yang lain ialah diserap oleh dinding_dinding dari pipa pada bagian. yang sukar untuk diberi perlindungan. Akibatnya medon radiasi ditempat_tempat tersebut akan dipengaruhi. Tingkat radiasi ini dapat dikontrol dengan proses penyerapan dari unsur_unsur 58Co, 60Co atau 65Zn• Dalam sistim PWR hanya 58Co don 60Co yang ternyata membentuk kontribusi utama dalam kenaikan tingkat radiasi dol am keadaan reactor shut down. Setelah beberapa periode dari operasi, medon_medon radiasi dalam keadaan reaktor shut down dari 148
ankee arigliano g Rock Point = effect; ve full Power Hour.
sistim Tabel
PWR dan BWR ternyata III memperl ihatkan hal
memperlihatkan i ni •
order
TABEl
SHUT DOWN RECIRCULATION
radiasi
160 100 Radiation 200 120 mR/hr
yang
sarna.
III
RADIATION lEVEL OF PRIMARY PIPING IN TYPICAL BWR AND
Dresden Shippingport EFPH
tingkat
21000 16000 11000 14000 level 6000 Operating
COOLANT PWR PLANTS
time
*)
Kemungkinan
terjadi
kontaminasi
type BWR kontaminasi pada adalah baik sekal i. Sebagai
pada
turbine contoh
turbine
sangat setelah
pada
rendah I ebih
umumnya
sangat
rendah.
Dolam
disebabkan faktor pemisah uap_air turbine di dari 8000 jam operasi
Vallecitos BWR, tingkat radiasi dari unsur_unsur radioaktip paruh yang panjang kira_kira 1 _ 3 mR/jam dalam keadaan
yang mempunyai umur reaktor shut down.
Tabel IV memperlihatkan mempunyai direct cycle.
turbine
(Dresden
radionuklida
OF
RADIOACTIVITY
per
mg.
iron)
dalam
dari
reaktor
yang
IV
OBSERVED
Pressure Pressure Turbine inlet 4.4 100 2.9 1.1 1.2 X xxPressure 4.8 2.6 2.2 105 9.0 2.4 1.4 1.5 1.7 xXXxXX 101 102 102 102 10' High 5.6 104 8.0 101 7.0 Intermediate 105 low (dis/min
terdapat
TABEl
BWR)
AMOUNTS
yang
IN
Specific
DRESDEN
TURBINE
DEPOSITS
activity
l ide
*) Cuplikon keodaan
diambil setelah shutdown.
10500 EFPH operasi
dan pembacaan
dikoreksi
pada
149
*)
Adanya
140Ba dan produk fission yang lainnya dalam turbine akibat dari decay 140Xe. Kontaminasi udara dapat terjadi bila terdapat suotu kebocoran atau bila sistim primer sedang dibangkar hi ngga menambah bahaya radi asi dal am (i nternal radiation hazard).
gas-gas yang umur pendek seperti
MONITORING Dipandang dari sudut kesehatan dan keamanan personil, unsur_unsur radioaktip di udara (airborne radioactivity) dapat menimbulkan kontaminasi dalam tubuh dengan jalan dihisap atau diserap melalui kulit. Toxicology yang konvensionil menganggap adanya suatu threshold dimana terjadi keracunan accute atau kronis. Untuk menjami n bahwa threshold ini tidak di capai, maka di tetapkan tingkat kansentrasi maksimum yang jadi batas dimana bahaya accute atau kronis sedikit dilampaui. Dasar yang diambil 01 eh ICRP dal am menentukan dosis maksi mum yang diperkenankan (MPD) adalah pengalaman yang lama dalam pemakaian sinar_sinar X, radium don unsur_unsur radioaktio lain bersama_sama dengan informasi dari luka akibat radiasi dalam tubuh manusia don organisme yang lain. Harga_harga untuk MPD dapat di tetapkan sedemikian hingga ado kemungkinan (probability) yang rendah untuk terjadinya luka radiasi tanpa pembatasan dari penggunaan don faedah radiasi pengion. Karena itu dalam proteksi radiasi dari kontaminasi diudara, tujuan pokoknya adalah menaksir atau menetapkan dosis radiasi pada paru_paru don organ lain don menjamin bahwa dosis radiasi berada jauh dibawah MPD. ICRP memberikan rekomendasi untuk MPD dari berbagai organ dalam bentuk jumlah pemasukan tahunan yang diperkenankan (MPAI) dengan jalan penghirupan. Dalam praktek agar memudahkan pengukuran dan monitoring ditentukan harga_harga yang diturunkan dari MPAI ialah konsentrasi maksi mum yang diperkenankan (MPC). MPC dari produk fission campuran adalah: setelah 1 hari pendinginan 2,7 x 10-7 Ci/m3 setelah 10 hari pendinginan 1,2 x 10-7 Ci/m3 setelah 110 hari pendinginan 2,5 x 10-8 Ci/m3 Dal am reaktor yang menggunakan air berat (D20) sebagai moderator (HWR) irradiasi dengan netron dapat menimbulkan kontaminasi tritium hasil reaksi ;H (n,3) ~H yang mempunyai waktu paruh 12,6 tahun. Tritium keluar juga sebagai hasil aktivasi netron dengan LiOH zat tambahan dalam coolant don juga dapat diproduksi oleh fission. Setelah 1 tahun diiradiasi dengan flux netron 1014, spesific activity dari Tritium D20. Setiap tahun reck tor dengan air berat (HWR) dapat menjadi 6xlO-4Ci/m3 mengeluarkan air tritium (tritiated water) kira_kira order ratusan KCi. Bila ado tumpahan dari air berat akibat kebocoran dalam sistim primer atau selama membuka pipa, kran, pompa atau heat exchanger, akan menimbulkan kontaminasi kuat diudara yang mungkin mencapai beberapa ratus kali MPC. Tritium berada dalam udara dapat berbentuk gas tritium atau berbentuk uap air tritium. Gas tritium bila masuk kedalam tubuh manusia akan berreaksi dengan hydrogen dalam fluida tubuh hingga memproduksi air tritium meskipun sangat sedikit. Air tritium lebih berbahaya daripada gas tritium. Dalam udara yang keno kontaminasi uap air tritium, bonyaknyo tritium yang diserap melalui kulit hampir sama dengan yang diserap melalui pernapasan. Dalam daerah dimana udara mengandung tritium yang diperkirakan berada diatas MPC, orang diharuskan memakai pakaian PVC. MPC dari uap air tritium adal ah 8 x 10 -6 Ci/m3 dengan sel uruh tubuh sebagai organ reference. Sampai sekarang belum ada metoda yang cepat untuk mengukur kontaminasi tritium diudara. Berbagai_bagai macam alat deteksi dan pengukuran biasanya dibuat dengan prinsip differential ionization chamber telah dikembangkan, tetapi alat ini terlalu besar hingga tidak dapat digunakan dalam ruangan yang sempit. Pada umumnya adalah perlu 150
untuk secare teratur dan kontinu mengambil sample dari uapair tritium dan diukur aktivitasnya dilaboratorium. Selain dari tritium, salah satu produk fission yang berarti dipandang dari sudut kesehatan dan keamanan personil adalah radioiodine 1311. Iodine dapat berbentuk Iodide, iodine bebas (12 ), iodate (103) dan methyl iodate, methyliodi ne, periodate (104) dan hypoiodate. Yang paling banyak adalah ion iodide yang menjadi 12 bila ada cahaya. Dalam udara diperkirakan berbentuk sebagai Iodide yang menjadi 12 karena oksidasi. 1311, iodine Sudah dianggap bahwa 50 sampai 90% dari udara yang mengandung berbentuk sebagai bahan parti cui ate atau tergabung pada inti kondensasi dan sisanya berbentuk gas. Jadi 1311 diudara dapat di cup Iik dengan fil trasi dan metoda absorpsi. Tindakan pencegah yang khusus perlu diadakan karena ketidakpastian bentuk fisis dan kimiawi dari iodine dalam udara. 1311 yang ada setelah reaktor beroperasi selama 1 tahun kire_kire beberapa % dari aktipitas total dari produk Fission pada 24 jam setelah shut down. MPC dari 1311 adalah 3,2xlO-7 Ci/m3 dengan paru_paru sebagai organ reference. Unsur radioaktip diudara (airborne radioactivity) dan zat_zat yang merugikan harus dibuang dengan aman. Sistim ventil asi pada umumnya dibuat agar dapat membuang zat_ zat tersebut diatas. Perhatian khusus harus ditujukan kepada tritium karena sistim ventilasi gedung mungkin tidak membuang tritium secara keseluruhan. Tritium bila kontak dengan bahan_bahan berair akan bertukar dengan atom hydrogen dan menjadi terikat semi -permanen. Jadi tritium dapat Iebih lambat terbuangnya. Kontrol dosis terhadap karyawan pada umumnya selain menggunakan dosimeter_dosimeter yang dipakai, dil akukan dengan whole body gamma spectrometry dan bio_assay. DEKONTAMI NASI Yang dimaksud dengan dekontaminasi adalah m",mbuang radionuklida yang tidak diharepkan dari permukaan_permukaan. Bagian_bag ian reaktor yang mendapat kontaminasi hingga meni mbul kan kenaikan dari bahaya rediasi Iuar maupun dal am, perl u dibersihkan dari produk_produk korosi yang sudah jadi radioaktip. Pada umumnya reaktor dibuat (designed) untuk keselamatan, operasi yang effisien dan ekonomis tetapi tak dipaksa untuk dibuat agar memudahkan dekontami nasi. Reak tor sekarang mempunyai pattern arus yang kompl ek. Banyak macam bahan/materi yang digunakan dal am konstruksi sisti m primer hingga kadang_kadang susah untuk mendapatkan formulasi dekontaminasi yang effekti p . Juga karena reaktor pada umumnya dibangun merupakan investment modal yang besar, bila terjadi kerusokan akibat dekontaminasi don berhenti operasi dalam waktu yang lama, mungki n akan merugikan. Maka biasanya dekontami nasi dipertimbangkan sebagai p il ihan yang terakhi r bil a betul_betul sudah diper! ukan seperti hal nya sama dengan re_fuel ing. Tetapi bi 1a dekontami nasi di rencanakan dengan baik dan semua aspek_aspek dengan aman yang penti ng dipertimbangkan, setiap reaktor nukl r dapat didekontaminasi dan effisien. Semua operasi dekontaminasi harus direncanakan del']gan baik untuk menjamin keselamatan karyawan yang bekerja yang bukan saja menerima bahcya rediasi tetapi juga bahaya fisis don kimiawi yang biaso. Bahan_bahan padat, cair atau gas yang digunakan dalam reaktor sebagai fuel elemen, pula sebagai bahan yang digunakan untuk dekontaminasi dapat merupakan racun, corrosive, mudah terbakar atau menimbulkan produk_produk yang bahaya bila berreaksi kimiawi. Sebel um dekontami nasi di mulai, per! u dil akukan penyel idikan bahaya_bahaya yang mungki n, pengeval uasian i ntensitas radiasi dan ti ngkat kontami nasi, pemberian tanda daerah bahaya, pemilihan pakaian kerja dan alat_alat yang akan dipakai dan pengkhususan metoda proteksi yang hendak dilakukan. Juga harus ditentukan dosis yang diperkenankan sebagai fungsi dari pengukuran radiasi dan harus disediakan persiapan
i
151
pertolongan kecelakaan pertama. Setiap operasi harus dipelajari baik_baik hingga dapat menghilangkan operasi_operasi yang tak perlu. Change room yang dibangun dekat batas daerah bahaya (yang harus didekontaminasi) harus dilengkapi dengan alat_alat showers dan meja cuci yang dapat dipindah, alat monitoring kontaminasi badan,perlengkapan pakaian kerja dan alat-alat khusus, buku catatan record dosis yang diterima dan alat_alat penolong kecelakaan (first aid station) yang dilengkapi dengan alat_alat pernapasan. Pada umumnya dengan jalan mempersiapkan dan merencanakan dekontaminasi yang baik, reaktor dapat didekontaminasi dengan aman dan effisien. DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3. 4. 5. 6.
AYRES, J.A., Decontamination of nuclear reactors and equipments. I.A.LA., Peaceful uses of Atomic energy, Vol. 1\ I.A.LA., Technical reports series No. 142. I.A.LA., Safety series No.9 (1967 edition). MORLEY, W.G. & MORGAN, K.Z., Progress in nuclear energy. I.A.LA. / W.H.O., Nuclear power and the environment.
DISKUSI Ir. SOlEH
S.
1. Apa yang dimaksud dengan tumpahan air berat dari kebocoran sistim primer itu dilihat berbahayanya terhadap personil, karena memang terlokalisir disitu dan tidak terus kel uar (I ewat containment misal nya) 2. Apa banyaknya aktivitas tritium dalam sistim primer selalu dibatasi, misal dengan sisti m pemurnian. RUSTAN R. 1. Dalam keadaan maintenance selalu ada personil yang bekerja dan tumpahan air berat mengandung tritiated water yang lebih berbahaya dari pada gas tritium. Kemungkinan dari tumpahan air berat itu ada uap air tritium (tritiated water vapour) yang memungkinkan konsentrasi dalam udara melebihi M P C. 2. Banyaknya aktivitas tritium dalam sistim primer dapat diatur atau dibatasi dengan mel al ui resi n dan by pass di mana ada fiI tran & absorpsi dari parti cui ate_ particulate atau ion_ion yang mengandung tritium. Ny. A.
KUSNOWO
Berbicara soal keamanan personil, bagaimanakah gambaran PLTN dibandingkan dengan bahaya dilapangan kerja lain?
risiko bahaya
didaerah
RUSTAN R. Tergantung dari cara bekerja dari keamanan PLTN.
didaerah
Pl TN itu sendiri
dan bagaimana
management
W. MARKHAM Masih perlukah adanya fasilitas Bio_assay didalam Fasil itas Whol e Body Counter ?
suatu
Pl TN jika sudah ada
RUSTAN R. Dalam hal ini dapat 152
dilakukan
untuk sebagai
comparative.
lebih
baik ada 2 macam
procedure pengukuran pengukuran. T.H.
untuk Iebih meyaki nkan bila terdapat
kesamaan
dari pengukuran
SIAHAAN
Bagai mana dengan adanya ~ dari N_16 dan gas_gas muli a yang terjadi pada turbi n building. Bagaimana mengusahakan konsentrasi dari gas mulia serendah_rendahnya sehi ngga average annual permissible stock rei ease rate tidak mel ampaui 500 mRI tahun, untuk individual population, mengingat bel urn lagi diperhitungkan pada shut down adanya fission product, decay gamma, decay gamma dari bahan_bahan yang diaktipkan dalam core, pressure vessel, don lain_lain. RUSTAN R. Pada umumnya gas_gas itu berumur paruh pendek dari pada gas off system dari reaktor gas tersebut ditangkap dengan jolon filtrasi don absorpsi. Untuk lebih yakin terhadap stack release di samping diadakan stack monitoring yang lebih efisien juga dilakukan beberapn filtering don penangkapan gas_gas tersebut. IJOS
SUBKI
Kita sekarang telah mengerti dengan baik "corrosion products" don "water chemistry" hingga masalah waste management don decontamination dalam PLTN tidaklah sesul it seperti dibayangkan sebel umnya. RUSTAN R. Memang benar, seperti soya bi carakan tadi bahwa reaktor pada umumnya dibuat/ didesigned berdasarkan keselamatan, operasi yang efisien don ekonomis. Tetapi kita tak perlu over_optimistic dengan menganggap dari ribuan fuel elemen tidak ado yang defective atau gagal (failure) don bagaimanapun sudah diteliti tahan korosinya material, tentu ado sedikit/beberapa produk korosi yang akan meni mbul kan kontami nasi setel ah beberapa ribu EFPH beroperasi. SUWARNO W. Suatu PLTN adalah suatu instalasi yang direncanakan bekerja secara ajeg (steady) dalam jangka waktu cukup lama. Dalam hal seperti itu, persoalan keselamatan radiasi relatip lebih mudah dibandingkan dengan persoalan keselamatan radiasi pada instal asi reaktor percobaan (experimental reactor) maupun pada reaktor penel itian (research reactor), karena semuanya bisa diperkirakan sebel umnya, atau diperkirakan selama persiapan. Keselamatan bagi penduduk justru lebih penting. Bagaimanapun juga semuanya itu perlu dipersiapkan dengan baik, dari segi kwalitas dan kwantitas personil ahl i fisika kesehatan. Sependapatkah pembicara dengan penanya, apabila untuk itu perl u di adakannya kelompok ahl i fisika kesehatan dengan pengarahan kerja/tugas khusus memikirkan masalah keselamatan radiasi pada PLTN, termasuk didalamnya, penyelenggaraan pengamatan keradioaktipan Iingkungan, studi dalam masalah sampah radioaktip, studi masalah penentuan lokasi dan sebagainya ? RUSTAN R. Teri ma kosi h atas komentar Saudara. Saya sependapat dengan apa yang Saudara b icarakan. Meng ingat bahaya radiasi yang tak dapat dil i hat dan di rasa, kadang_ kadang kita merasa aman bekerja dengan procedure yang ada, dimana kemungkinan tidak benar; pula dapat membantu kepada pimpinan fasilitas untuk meyakinkan keamanan kepada masyarakat khususnya di Indonesia yang masih jauh pengertiannya terhadap teknologi nuklir. Saran kedua kami ajukan terus ke pimpinan Sidang. 153
