Proceedings Seminar Reaktor Nuklir d<IlamPenelitian Sains.-Ian Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

ANALISIS KESELAMATAN KRITIKALITAS GUDANG URANIUMIPEBRR

IndI'o YuwonoPusat Elemen Bakar Nuklir - Badan Tenaga Atom Nasional

ABSTRAKANALISIS KESELAMATAN KRITlKALITAS GUDANG URANIUM IPEBRR. Telah

analisis dilakukan analisis keselamatan kritikalitas gudang uranium diperkaya maksimum19,75% untuk IPEBRR. Dilakukan perhitungan massa kritis, jarak aman dan kapasitasgudang uranium untuk semua ruangan/ sel gudang. Massa kritis, jarak aman dan kapasitasgudang dihitung masing-masing dengan menggunakan metode grafis, densitas permukaandan indikator kritikalitas.Hasil perhitungan adalah dari 6 sel gudang tersebut menunjukkanbahwajarak aman adalah 65 cmvs 70 cmyang digunakan, massa kritis 9 kgvs 1,738 kg yangdigunakan,diameter kritis silinder 17 cm vs 12 cm yang dipakai. Pada harga indikatorkritikalitas 0,44 kapasitas gudang memungkinkan pemakaian sampai 227 drum vs 20 drumpada kenyataannya. Bahaya kritikalitas diharapkan tak akan timbul apabila semua keten­tuan yang telah ditetapkan dipatuhi. Ketentuan tersebut meliputi massa aman, jarak aman,geometri aman. Untuk lebih menjamin keselamatan kritikalitas perlu juga diberlakukankontrol administrasi.

ABSTRACT.IPEBRR URANIUM STORAGE CRITICALITY SAFETY ANALYSIS. Criticality safety

analysis of IPEBRR uranium storage with a maximum enrichment of 19.75% has beenperformed. Calculations of critical mass, safe distance and storage capacity are done for allcells. The critical mass, safe distance and storage capacity are calculated by graphycal method,surface distance and critically indicator respectively.Calculation results for the 6 storage cellsshow that safe distance is 65 cm mhile? vs safe distance of 70 cm adapted. 9 kg critical massversus 1.738 kg safe mass used, 17 cm cylinder critical diameter versus 12 cm safe diameterused. Criticality indicator value is found to be 0.44 meaning that the storage capacity can bepossible until 227 drums, versus omly for 20 drums employed. If all of the rekated procedureare obeyed, criticality accidnt will not occure. These procedures consist of control on the safemass, safe distance and safe geometry. In addition the criticality safety can be more assuredby employing administration control.

PENDAHULUAN

Peranan gudang dalam proses produksielemen bakar reaktor riset yang menggunakanuranium diperkaya 19,75% sangat penting.Gudang dalam proses produksi ini berfungsiuntuk menyimpan bahan bakar jadi sebelumdikirim ke pemakai ataupun bahan dasar yangakan diproses serta bahan yang masih dalamprOE'esantara. Gudanguranium di IPEBRRter­diri dari 6 ruanganJsel dan bahan yang disimpandapat berupa padat ataupun cairo Salah satubahaya yang mungkin timbul dalam penyim­panan uranium diperkaya adalah kemungkinanterjadinya kecelakaan kritikalitas. Kecelakaanini dapat terjadi bila salah satu faktor penyebab·terjadinya kritikalitas terabaikan. Guna mence­gah terjadinya kecelakaan kritikalitas tersebutmaka perlu dilakukan kontrol kritikalitas.

Kritikalitas dapat terjadi apabila hargafaktor multiplikasi efektif (Kefi')sama dengan

183

atau melebihi satu [1]. Kefi'ini merupakan per­bandingan jumlah netron pada generasi sebe­lumnya. Kritikalitas terjadi karena adanya re­aksi fisi dari bahan fisil, dalam hal ini adalahU-235, yang secara umum dapat digambarkansebagai berikut [2] :

U235+ n n __ mn Xl + X2 + energi + (2-3) n

Dalam hal ini netron kemungkinan datangdari alam/sinar kosmis. Dalam 1tecelakaan kri­tikalitas jumlah fisi yang terjadi dapat men­capai antara 1015- 1017pada interval waktu 5detik mulai saat kritis dan lama paparan antara10 menit sampai dengan 40 jam [3].

Untuk menghindari dan mencegah terja­dinya bahaya kritikalitas dalam fasilitas yangmenangani uranium diperkaya di atas batasyang ditetapkan, yaitu 700 gram [4]atau di atas

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdun TekrwkJgi MenuJu Era Tinggal Landa;;

500 gram menu rut NRC, maka dalam meran­cang fasilitas yang demikian harus memper­hitungkan faktor-faktor penyebab kritikalitas.Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap ter­jadinya bahaya kritikalitas antara lain adalahbentuk peralatan, volume, massa, konsentrasiserta tingkat pengayaan dari uranium [5]. De­mikian juga efek dari moderator, reflektor, ra­cun netron dan interaksi harus dipertimbang­kan juga. Basis rancang bangun gudang ura­nium IPEBRR dibuat oleh NUKEM GmBH se­hingga untuk lebih meyakinkan dan menjaminrasa aman terhadap bahaya kritikalitas bagipara pekeIja perlu dilakukan analisis kesela­matan kritikalitas terhadap kondisi gudangyang telah ada.

Dalam analisis ini akan dibahas sejauhmana kondisi gudang uranium yang ada diIPEBRR memenuhi persyaratan sehingga ter­hindar dari bahaya kritikalitas. Perhitungandilakukan pada jarak penempatan dengan caradensitas permukaan, kapasitas gudang denganindikator kritikalitas dan massa aman secaragraflS.

TEORI

Penanganan U-235 di atas batasan yangtelah ditentukan yaitu 700 gram akanmemberikan resiko kecelakaan kritikalitas [6].Setiap saat selama operasi berlangsung U-235dapat berada di pelbagai tempat yamg berbeda.Salah satu tempat dimana uranium selalu ber­ada adalah gudang uranium. Dalam gudang initersimpan uranium dalam bentuk bahan dasar,hasil antara dan hasil akhir serta gagaIan yangmengandung uranium.

Dalam praktek, keselamatan kritikalitasnuklir di luar reaktor, ada dua hal yang harusdiperhatikan yaitu praktek administrasi danpraktek teknisnya [6]. Pada penyimpanan ataupenggudangan bahan fisil hal-hal yang berka­itan dengan administrasi antara lain adalahmetode kontrol gudang (prosedur dan kualifika­si personel) [7]. Sedangkan yang berkaitan de­ngan teknis antara lain adalah jarak penyim­panan, kapasitas penyimpanan, batasan massadan geometri alat.

INDIKATOR KRITIKALITAS (CI) DANINDEK TRANSPOR (TI)

Kontrol kritikalitas sangat diperlukan da­lam penanganan bahan fisil, dalam hal ini ada­lah U-235. Setiap kontener yang berisi bahanflSil harus dilengkapi dengan Indikator Kriti­kalitas (CI) yang berkaitan dengan volume sel

Bcmdung, 8· 10 Oktober1991PPTN· BATAN

atau kontener. DE-ngansistem ini banyaknyabahan fisil yang boleh disimpan dalam suatugudang uranium dapat ditentukan.Hubungannya adalah [8]:

CI = 100N

N = jumlah total kontener yang diijinkan da­lam susunan penyimpanan

Harga CI yang sangat bersifat indikator,tergantung dari tipe bahan flSilnya dan tak bo­leh melebihi 100. Penentuan CI ini tergantungdari massa bahan flSilnya.Ada 2 kategori yangdigunakan:1. Huruftunggal, misal: A,B, yang berarti

sub kritis bila dimasukkan dalam air, jadidapat mengalami semua perlakuan.

2. Huruf ganda, misal: AA,BB, yang berartikritisbila tercelup dalam air, jadi harus adllperlakuan khusus agar hal ini tidak terjadi.

Kategori massa ini dapat dilihat Tabel 2,sedang Tabel 3 menunjukkan CI dari sel dalampenyimpanan reflektor beton (concrete). Peng­gunaannya perlu mengingat hal-hal berikut:a. Bahan fisil yang mempunyai kandungan da­

lam batas antara yang tercantum di tabelharus digunakan harga yang tinggi.

Misal: U(55)02 - dipakai U(70)02b. Unit dari kategori massa mungkin dibuat

lebih kecil dari kandungan dan unit daribahan fisil harus di tengah sel/kontener de­ngan 10% volume lebih kecil dari dimensisel. Perbandingan dimensi dari bagian pem­bentuk sudut antara yang terbesar danterkecil tak boleh lebih dari 3. Jarak antaraunit massa dan sel tak kurang dari 155mm.

c. Penentuan harga CI sel dari volume kon­tener yang tak ada dalam tabel dilakukaninterpolasi dengan hubungan :

CI y2 =CI1V12.Ch,V1 adalah harga-harga dalam Tabel se­

dangkan V adalah volume kontener yangada.

Indek transpor (TI) diperlukan untukmemberi tanda pada wadah guna menjaminkeselamatan selama transportasi bahan flSil.Dengan TI akan dapat diketahui dengan segerakelas dan cara penanganan bahan flSil yangakan dipindah/diangkut. Pemberian label TI ha­nya diperlukan pada pengangkutan elemen ba­kar keluar dari gudang untuk dikirim ke fasili­tas lain.

184

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam PenelitiaJt Sainsdun Tekrwlagi Menuju Era Tinggal Lundas

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

Tabe12. Kategori massa bahan fisil dalam penggunaan Sl.stem Criticality Indicator

BahanUU(100)03UU(93,2)02U(80)U(80)02U(70)U(70)02U(50)U(50)02U(40)U(30)

fisil(100) (93,2)

Atom

00,43,000,43,000,43,000,4300,43,000H:U densitas

18,78,34,518,78,34,518,78,34,518,78,34,518,78,34,518,718,7(g/cm3)

~:ategori

massaMassa dari bahan fisil (kg)

A

2,42,11,42,62,31,42,82,51,63,12,91,74,23,62,05,36,6B

2,82,51,63,12,71,73,23,01,83,73,42,05,04,32,46,37,9C

3,22,91,93,63,11,93,73,52,14,23,92,35,85,02,77,29,1D

3,63,32,14,03,52,24,34,02,44,84,42,66,65,73,18,310,4E

4,13,72,44,54,02,54,84,52,75,45,03,07,46,43,59,311,7

F

4,54,12,75,04,42,65,35,03,16,05,63,38,27,13,910,413,0G

4,94,52,95,54,93,15,85,53,46,66,23,79,17,94,311,414,4H

5,45,03,26,05,43,4.6,46,13,77,26,84,010,08,74,812,615,9I 5,85,43,56,55,93,77,06,64,17,97,44,410,99,55,213,717,3J

6,35,93,87,06,44,07,57,24,48,58,04,811,810,35,714,918,9

K

6,86,44,17,66,94,38,17,64,89,28,75,212,811,26,116,120,4L

7,36,94,58,17,44,78,78,45,19,99,45,613,812,16,617,422,0M

7,77,44,88,77,95,09,39,05,510,610,16,014,813,07,118,623,7N

8,27,95,19,28,55,49,99,75,911,310,86,415,813,97,620,225,40

8,78,45,59,89,15,710,610,36,312,011,56,816,914,98,121,327,2

P

9,38,95,810,39,76,111,011,06,812,812,37,317,915,98,722,729,0Q

9,89,56,210,910,36,511,911,77,213,613,17,819,116,99,324,230,9R

10,310,16,611,510,96,912,612,47,814,413,98,320,218,09,925,732,9S

10,810,77,012,111,67,313,213,28,115,214,88,821,419,110,527,234,9T

11,411,37,412,712,27,813,913,98,616,015,69,322,620,311,128,837,0

U

11,911,97,813,312,98,214,714,79,116,916,59,923,921,511,730,439,2V

12,512,68,314,013,68,715,416,69,617,717,410,425,222,712,432,141,5W

13,113,38,714,614,49,116,216,410,118,618,411,026,524,013,133,843,8AA

13,614,09,215,315,19,616,917,310,619,519,411,627,925,313,635,646,2BB

14,214,79,615,915,910,117,718,211,220,520,412,229,426,714,637,548,8

CC

14,815,410,116,616,710,718,519,111,821,421,512,930,828,115,432,451,4DD

15,416,210,717,317,511,219,420,112,422,422,613,532,429,616,241,554,1EE

16,017,011,218,018,411,820,221,113,023,523,814,233,931,217,143,657,0FF

16,717,811,718,719,312,421,122,113,724,525,015,035,632,817,945,759,9GG

17,318,612,319,410,113,022,023,214,425,626,215,737,334,518,947,963,0HH

18,019,512,920,221,213,622,924,415,126,727,516,539,036,319,850,266,3

185

Proreedings Seminar Reaktor Nuklir dalum Penelitian Sainsdan Teknologi MenuJu Era Tinggal Landas

Ba/Ldung, 8 - 10 Oktobel' 1991PPTN - BATAN

Tabel 3. Harga Criticality lndihator dari sel dalam penyim~anan (reO. beton)

Volume sel

18,937,856,875,794,6113,6132,5151,4170,3189,3208,2227,1416,4liter

(5)(10)(15)(20)(25)(30)(35)(40)(45)(50)(55)(60)(110)(gal)

Kategori massaA

0,080,920,010,010,010,010,010,010,010,010,010,010,01B

0,140,040,020,010,010,010,010,010,010,010,010,010,01C

0,210,060,030,010,010,010,010,010,010,010,010,010,01D

0,310,080,040,020,010,010,010,010,010,010,010,010,01E

0,430,120,060,030,020,010,010,010,010,010,010,010,01

F

0,590,170,080,040,030,020,020,010,010,010,010,010,01G

0,790,230,110,060,040,030,020,020,010,010,010,010,01H

1,030,300,140,080,050,040,030,020,020,010,010,010,01I 0,400,190,110,070,050,040,030,020,020,020,010,01J 0,510,240,140,090,070,050,040,030,020,020,020,01

K

0,640,310,180,120,090,060,050,040,030,030,020,01L

0,810,390,230,150,110,080,060,050,040,030,030,01M 1,000,490,290,190,140,100,080,060,050,040,040,01N

1,230,610,370,240,170,130,100,080,070,050,050,010 0,750,450,300,220,160,130,100,080,070,060,02

P

0,920,560,370,270,200,160,130,100,090,070,02Q

1,120,680,460,330,250,190,160,130,110,090,03R

0,830,560,400,310,240,190,160,130,110,03S

1,000,680,490,370,290,240,190,160,140,04T

1,200,820,600,460,360,290,240,200,170,05

U

0,990,720,550,440,350,290,240,210,07V

.1,190,870,670,530,430,350,300,250,08W

1,050,810,640,520,430,360,310,10AA

0,970,770,630,520,440,380,12BB

1,170,930,760,630,530,460,15

CC

1,120,920,760,650,560,18DD 1,110,920,780,670,23't

EE 1,120,950,820,28FF

1,150,990,34HH 1,210,42

0,52

186

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dnlam Pen~litian Sainsdan Teknologi Menuju Era TInggal Landas

HUBUNGAN CI DAN TI

Dalam peraturan transportasi bahan fisildibedakan 2 maeam bungkusan yaitu yangrusak dan tak rusak. Kondisi ini ditentukanmelalui prosedur-prosedur pengujian yang te­lah ditetapkan. Untuk bahan fisil kelas II dapatdigunakan rumus:

TI = 50 = 250NA N

NA = 5 x jumlah bungkusan tak rusak yangdiijinkan, sub kritis dalam susunan tertutupdan di lingkungan reflektor yang tak terba­tas.

= 2 x jumlah bungkusan rusak yang takdiijinkan tetapi sub kritis dalam bermaeam­maeam susunan dengan adanya air dan se­suai hasil pengujian.

Hubungan CI dan TI dapat dinyatakandengan:

TI = 2,5 CI

hubungan antara kategori massa untuk pe­nyimpanan dan transportasi bahan fisil seperti'I'abel 1.

Tabel1. Hubungan antara kategori massa un­tuk penyimpanan dan transportasi bahan fisil[8].

Penyim- Transpor-Penyim-Transpor-panan

tasipanantasi

A-D

ASME

BTNF

CU0G,H

DVPI

EWQJ

FAARK,L

GBBSM

HCCTN

IDDU0

JEEVP,Q

KFFWR,L

LGGAAHH

BB

Cara penentuan jarak aman dapat dila­kukan dengan berbagai eara. Salah satunyaadalah eara densitas permukaan. Cara ini ha­nya benar untuk jumlah unit penyimpananyang sedikit (di bawah 25 unit). Rumus yangdigunakan adalah sebagai berikut [9]:

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

T = Tox 0,54 ( 1 - 1,37 f)

( )0.5

_ nm 0,5 _ nmd - ( T) - 1,37 To (1 - 1.37 f)

To= densitas permukaan dari slab tak terbatasdengan reflektor air (g/cm2).= tebal slab x konsentrasi

f = rasio antara massa dalam tangki denganmassa kritis dari sistem bola tak terefleksi.

d = jarak amann =jumlah unit terproyeksi di lantaim = massa dari unit (gram)

PEMBAHASAN

Asumsi-asumsi yang digunakan untuk me­rancang gudang di IPBERR [10]adalah :1. Pengayaan U-235 yang disimpan tidak mele­

bihi 20%.2. Kapasitas simpan dapat memenuhi kelan-

caran produksi selama satu tahun.Demikianjuga areal penggudangan dibedakanmenjadi 2 yaitu, adanya moderasi optimumdan areal dengan asumsi adanya moderasi ter­kontrol (H/U=10).Kedua areal dipisahkan satu dari yang laindengan pintu dan dinding. Sebagai wadah un­tuk menyimpan uranium digunakan drumatau kisi-kisi kerangka baja dan menggunakanrak-rak susun.Rancang bangun gudang uranium dapat dili­hat pada Gambar 1.Sell

Sel 1 digunakan untuk menyimpan U da­lam bentuk larutan. Larutan U disimpan dalamsilinder geometri aman (diameter ± 12 em). Se­bagai wadah konfigurasi aman digunakandrum-drum (diameter ± 50 em) yang disusunberderet sepanjang dinding. Dengan eara ini sel1 dapat menampung seeara aman (dipandangdari sudut kritikalitas) sekitar 65 kg U.Se12.

Sel 2 digunakan untuk menyimpan pel­bagai gagalan dan residu U berupa eairan. Ter­sedia 24 posisi yang terdistribusi pada keduadinding sisi dan tersusun menjadi empat ting­kat. Tiap posisi berkedalaman 1 meter dengandimensi modular 60 x60 cm dan tiap posisi ter­pisah dari sekitarnya dengan balok beton tebal30 em. Tiap posisi hanya diijinkan untuk me­nyimpan 2,2 kg U. Posisi terbawah untuk me­nyimpan caiI·an. Dengan demikian, kapasitastotal sel 2 ini ialah 24 x 2,2 kg atau :t: 53 kg.

/

187

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalcun Penelitian Sainsdan Teknologi MenuJu Era Tinggal Landas

- 11 \ ;--.-----.-- -.---.- .- ... , i J-d.-- ..

18·8

Bandung, 8 - 10 Oktober 19:HPPTN - BA1'AN

\

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir CWlamPenelitian Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landm3

8el3Sel 3 digunakan untuk menyimpan hasil

.antara seperti U02, UF 4' U308' UAlx' dan logamU. Di sel ini tersedia 20 posisi simpan. Drum­drum penjarak disusun membentuk dua deretisepanjang dua dinding sisi sel, sehingga mem­berikan ruang gerak di antara deret selebar 130t~m(seperti sell). Tiap drum diraneang mampumenampung 8,8 kg sehingga kapasitas totaladalah 175 kg dengan status massa aman danmoderasi terkontrol.Sel 4.

Sel 4 untuk menyimpan hasil antara dangagalan yang berasal dari kegiatan pembuatanpelat elemen bakar dan perakitan. Cara peng­aturan penyimpanan dapat menyerupai yangberlangsung di sel 3. Tiap posisi simpan me­miliki disain massa aman untuk 1 elemen bakar.Sel 5.

Sel ini untuk menyimpan UF 6' dalam ke­masan silinder baja.Geometri aman berisi 16 kgU atau sekitar 25 kg UF 6' Di sel ini disediakan19 posisi simpan baik dengan drum maupun kisikerangka baja yang disusun membentuk ladamkuda. Tiap posisi menyimpan 1 silinder UF 6'Dengan demikian kapasitas total sel 5 adalah ±804 kg U yang eukup untuk operasi selama ± 2-3t.ahun.8e16.

Sel 6 untuk menyimpan elemen bakar jadidengan kondisi moderasi terkontrol. Di sini di­gunakan penyimpanan memakai rak dengankisi 125(t) x 60(1) x 60(p) em. Tiap modul dapatdigu- nakan untuk menyimpan 3 elemen bakaratau sejumlah pelat yang ekivalen dengan itu.De- ngan demikian kapasitas total sel ini adalahuntuk ± 144 elemen bakar atau sejumlah pelatyang ekivalen dengan itu.

Dalam Tabel 2 terlihat bahwa pengayaan~:O%tidak tertulis. Sesuai ketentuan, sebagaidasar analisis digunakan pengayaan yang le­bih tinggi, yaitu 30% [9]. Penentuan kategorimass a untuk penyimpanan mempunyai batas­an yang lebih longgar dibandingkan batasandalam transportasi karena dalam penyimpanankondisinya dapat dibuat tetap. Contoh penggu­naan kedua kategori massa tersebut seperti ter­tera dalam Tabel 1. Sebagai eontoh untuk pe­nyimpanan, indek A-D dapat disamakan tetapiu.ntuk transportasi berbeda antara indek A,B,Cataupun D.Sell.Diameter geometri aman ± 12 emDiameter konfigurasi aman ± 50 em.

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

a. Volume tiap drum adalah 8 I dengan kon­sentrasi larutan 400 grll, berat uranium = 8x 400 = 3200 gr.

Menurut Tabel 2 dan Tabel 3 kategori massa( 18,9) 2 ( 0,08 )

A dan CI = ( 8 ) 2 = 0,44 .Dengan harga CI = 0,44 jumlah drum yangboleh ditempatkan dapat meneapai kira-kira

~~~ = 227 drum. Dalam kenyataannya hanya,dipersiapkan 20 drumjadi sangat aman.b. Moderasi yang digunakan dalam sel ini ada­

lah moderasi optimum yang menurut Gam­baI' 2 massa kritisnya (bentuk bola, larutanU02F2, reflektor air 25 mm) adalah

0,85 kg U-235 = 0,85 x 1~og5 = = 4,30 kg.,U pengayaan 19,75% yang ada dalam tiapdrum 3,2 kg. yang berarti massa amannya =

~'~ x 100 % = 74 % dari massa kritis.,Sedangkan diameter drum 12 em yang menu­rut GambaI' 3, diameter kritis adalah 17 em.Se12.Sel ini untuk padat atau eair, kondisi yangdigunakan adalah moderasi optimum, jadimassa kritis 4,30 kg dan digunakan massaaman = 2,2 kg untuk tiap posisi.Volume/posisi = 10 x 6 x 6 = 360 I, maka

CI = 0 01 (227,1) 2 = 0003, 360 '

Jadi jumlah kontener dapat lebih dari 24 posi­si. Dengan demikian 24 posisi masih sangataman.8e13.Sel ini untuk menyimpan bahan bentuk padatdengan 20 posisi dalam drum-drum massa =

8,8 kg U atau U-235 = 0,1925 x 8,8 kg = 1,738kg.Harga H : U = 10, massa kritisnya adalah 9 kgU-235 atau sekitar 45 kg U.Jarak aman = d = 65,26 em. Dengan ukurangudang sekitar 300 em x 350 em maka penem­patan dengan jarak 70 em masih mungkin.8e14.Sel 4 ini kondisinya sama dengan sel3 dan tiapposisi simpan hanya 1 elemen bakar atau me­ngandung U-235 = 250gram dan U total = 1250gram. Kondisi masih aman dari bahaya kriti­kalitas.8e15.Sel ini untuk UFo geometri aman berisi 16 kgU atau 0,1925 x 16 kg = 3,16 kgatau 25 kg UFo

189

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdcm Teknologi Menuju Era Tinggal Landas

:; IIII0 ..•..•VI':1J:II2~'5~i"~,l 0VI 10

Bandung, 8 - 10 Oktober 199.1PPTN - BATAN

Gambar 2. Batas massa sub kritis untuk setiap bola dari homogen€ous water - reflected dan U-235yang termoderasi

190

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalwn Pelwlitian Sainsckm Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landns

Baudung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

~ . (;q...,,--~?'WC i6 ...1I!OJ •...L.. ; -.-:'-"' 1 ,~ -...., . I-·-· __ --=: ...:..:.:~·: ; I" -.". 1_ •._'_ ... _ .••... ; ~.;..:..::...:.::.... ,

~ Z35UOz f 2 AQUEOUS SOLUTIONS 8- 2~~U MfTAL-WAT[R I.4IXTURES -:- ...: ,';:-:; ~:-:-:-:::-::::..;

1-~ F-~~::'~:~~::..::::~~.:~j~::t~~~~~==::::~~~~:~~:~:~.~~-~~::=~·:~-:-=::~::J..Jjt~~~~lv I .. _~_~~ . _.. I

~. /...,;.:.. :_..•.. : • 'J'.!.'-: .! I I: ." 'j t '!-"I" t:-l. - H:U 'METAL-yrATER MIXTURES

Z:J 1040E .. ,

25- mm - THICKWAT£R REFLECTOR

\00 60

I ,-_.;-.--: ... I!" ",

3 I 0.4 OJI ! I : i! ~ J i !

! "T' 11"1--" - !

., I" i !.,.;.--

I. :.. Ii- ..... :.

10-1 Z 5 Irfl

UR:'."(IUM CQPCC[HTICArrON (k~ U/l)

:.! Li ~-=:~~~::~~·~~f···

H:U

UOZF2 SOLUTIONS5·20 ~.:O 2C0 ~CO eo

II

ij!

,

.! ..

2

J I.. J.! : ••

J : I ~

20 15:-:~i I .:.; ,.i -.----

! ..-4 ... ~_I_· __ ·_ .:.:~:: :~ ~::=.. :: j '"

..-..; -;.; i --~ - .~ - ot ..

. i ; I I ij j. ,I ,

. .1,

9::0

2

IC-cO

l,

? L- ,I 2'XO

( I1_.: .. :1

101 C....· .. ;.1C-'

Gambar 3. Batas diameter sub kritis untuk setiap silinder homogeneous water - reflected danU··235yang termoderasi

191

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalum Peluditian Sainsdan Teknologi MenuJu Era Tinggal Landas

dengan 19 posisi, volume tabung kira- kira =1t 14 D2x 75 = 1t I 4 ( 11,90 )2x 75 = 8,34 liter

Batasan massa kritis sekitar 9 kg U -235.Se16.Volume kisi rak = 125 x 60 x 60 = 450 1.Kapasitas tiap modul = 3 elemen bakarU-235 = 3 x 250 gr = 750 gr.Batasan massa kritis untuk U metal sekitar 9kg, dengan demikian kondisi ini masih sangataman.

Dari uraian tersebut di atas terlihat bahwabatasan yang digunakan untuk menentukanmassa aman adalah cukup besar, misal untukmassa kritis 4,3 kg dengan batasan ref1ektorairsetebal 25 mm digunakan batasan aman 3,2 kg.Demikian juga untuk diameter kritis 17 em di­gunakan diameter aman 12 em. Jarak penem­patan aman cukup 65 em tetapi prakteknyajarak penempatan mencapai 70 em.Dilihat dari indikator kritikalitas kemampuanpenyimpanan dapat mencapai 227 drum, na­mun demikian gudang ini hanya diperuntuk­kan 20 drum.

Menurut pustaka [3] dan [5] kecelakaankritikalitas yang teIjadi sebagian besar penye­babnya adalah kelalaian operator. Untuk ituperlu dilakukan juga kontrol administrasi. De­ngan kontrol administrasi dalam gudang makadapat dihindari beberapa penyebab terjadinyakecelakaan kritikalitas.Berikut beberapa penyebab yang dapat dihin­dari dengan adanya kontrol administrasi.

DAFT AR PUSTAKA

Hcmdung, 8 - 10 Oktober 199./PPTN - BATAN

1. Kebocoran laru.an ke dalam bejana yangtidak aman: dengan pengontrolan secara vi­sual serta pemakaian bejana yang aman ma­ka hal ini tak akan terjadi.

2. Ref1eksi netron dari personil: pembatasanpersonil yang masuk areal gudang harm;terkontrol.

3. Pemindahan posisi aman ke tidak aman ;setiap pemindahan posisi harus ada penang ..gung jawabnya dengan memperhatikan ba.·tasan yang telah ditetapkan.

4. Terlewatinya batasan konsentrasi: dilaku·.kan dengan melakukan analisis setiap larut ..an yang akan disimpan atau dimasukkandalam drum.

Di samping pentingnya kontrol administrasimaka dalam fasilitas yang mengolah bahanfisil melebihi ketentuan harus ada bagianyangmemberi persetujuan apabila diadakan per­ubahan terhadap alat yang digunakan dalamkaitannya dengan keselamatan kritikalitas.Setiap unit alat harus dilengkapi dengan kar­tu kontrol kritikalitas

KESIMPULAN

Dari uraian dalam pembahasan terlihatbahwa gudang uranium IPEBRR telah meme­nuhi syarat sebagai penyimpan bahan fisil yaituU-235 dengan faktor keamanan yang cukuptinggi. Bahaya kritikalitas tak akan terjadi sela­ma batasan dan ketentuan yang ada dipatuhi.Untuk itu perlu perlakuan kontrol administrasiberkenaan dengan keselamatan kritikalitas.

1. Samuel Glastone and Alexander Sesonske., Nuclear Reactor Engineering, New York.

2. Sutarya S., Bahan Kuliah Teknik Nuklir, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta3. Ronald Allen Knief., Nuclear Criticality Safety Theory and Practice, American Nuclear

Society, La Grange Park, Illinois, USA.

4. Nukem GmBH, Basic and detail engineering process element fabrication plant, Nukem VT­No. 20080.

5. Donald C Stewart, Handling Radioactivity, a Practical Approach for Scientists and Engineer­ing, John Wiley and Son's Inc. (1981).

6. American Nuclear Society, A.N.S For nuclear criticality safety in operations with fissionablematerials outside reactors, ANS- 8.1/N 16.1 (1975).

7. American Nuclear Society, Guide for nuclear criticality safety in the storage of fissilema terials, Draf ANS-8.7IN 16.5

8. Thomas J.T., Nuclear safety guide TID 7016 Rev.2, Union Carbide Corporation, NuclearDivision (June 1978)

9. Williams, H.T. et all., Safety analysis of enriched uranium processing TID 4500, 15th ed.

10. PEBN., Laporan analisis keselamatan IPEBRR Rev 1

11. Clark, H.K., Handbook of Nuclear Safety

192