Analisis Keselamatan Probabilistik(Probabilistic Safety Analysis)

D T Sony TjahyaniBidang Analisis Risiko dan Mitigasi Kecelakaan

Pusat Pengembangan Teknologi Keselamatan NuklirBadan Tenaga Nuklir Nasional

Disampaikan padaNational Basic Professional Training Course on Nuclear Safety

Jakarta, 19 - 30 Juli 2004

Materi Kursus

Latar belakang PSA dan tujuan kursusHubungan PSA dan konsep risikoTujuan, proses dan tahapan PSAKejadian awalAnalisis sistem : analisis pohonkejadian, analisis pohon kegagalan dandata keandalanKegiatan PSA level 1 pada reaktor riset

Latar Belakang PSA dan TujuanMateri

Th 1975 : US-NRC melakukan studikeselamatan reaktor ⇒ kajian tentang risikokecelakaan pada reaktor daya (komersil) diUS ⇒ WASH 1400Perkembangannya diterapkan pada reaktorriset dan reaktor dayaSaat ini diterapkan pada fasilitas nuklir non reaktorTujuan kursus : memberikan pemahamankonsep dan analisis logika PSA level 1, 2 dan3

Konsep Risiko

Risiko : kombinasi antara konsekuensidan kemungkinan terjadinya suatukejadianKonsekuensi : hasil kejadian yang berpengaruh terhadap masyarakat :

JiwaKesehatanEkonomi, dll

Konsep Risiko

Probabilitas/kebolehjadian : kemungkinan terjadinya suatu kejadianFrekuensi : jumlah terjadinya suatukejadian persatuan waktu

Risiko = Frekuensi

x Konsekuensi

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

tuSatuan wakikonsekuens Besarnya

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

tuSatuan WakKejadian

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡KejadianBesarnya

PSA Dan Konsep Risiko

PSA :Sesuai dengan konsep risikoMetoda analitis menjawab 3 hal yaitu :

Apakah yang dapat membuat kesalahan⇒ Perlu dibuat skenario Kecelakaan

Bagaimana kemungkinan terjadinya setiap skenario⇒ Harus menghitung frekuensi

Apakah Pengaruhnya⇒ Menentukan konsekuensi

Tujuan PSA

1. Mengidentifikasi :Kejadian awal (initiating event)Sekuensi kejadian yang mempunyai kontribusiterhadap risiko

2. Menentukan ukuran kuantifikasi darikontribusi terhadap risiko

3. Menentukan evaluasi konsekuensi yang berpotensi pada sekuensi kecelakaanhipotetik

Tujuan PSA

4. Memberikan keputusan terhadapdisain, operasi dan tapak reaktorterhadap risiko

5. Menentukan interaksi antara sistemdan manusia/operator

6. Mengatasi kecelakaan dasar disaindengan kegagalan beruntun (multiple failure)

Proses PSA

Kegiatan PSA : 1. Menemukan titik lemah pada saat

kecelakaan parah (severe accident) 2. Memberikan hasil kuantitatif untuk

penunjang pengambil keputusan

3 level PSA

Proses PSA

PSA level 1 (analisis sistem) :Isi analisis :

Melihat semua pemicu (initiator) kecelakaanTanggapan/respon dari sistem/operator

Hasil :Frekuensi teras melelehJenis kontribusi terhadap teras meleleh

Proses PSA

PSA level 2 (analisis kontainmen) :Isi analisis :

Frekuensi kegagalan kontainmenModus kegagalan komponen

Hasil :Kategori pelepasan dari kontainmenFrekuensi pelepasan dari kontainmen

Proses PSA

PSA level 3 (konsekuensi radiologi) :Isi analisis :

Konsekuensi kesehatan terhadap masyarakatKonsekuensi terhadap lingkungan

Hasil :Perkiraan risiko pada masyarakatPerkiraan risiko secara ekonomi

Tahapan PSA level 11. Identifikasi dan pengelompokan kejadian

awal termasuk pemicu berdasarkankecelakaan dasar disain ⇒ pengalamanoperasi

2. Menentukan kriteria sukses berdasarkananalisis keteknikan ⇒ engineer bidangmekanik dan komputer

3. Pembuatan model sekuensi kecelakaan ⇒pohon kejadian (event tree) dan pohonkegagalan (fault tree) ⇒ engineer untuksistem, pengalaman operasi & perawatan, ahli pembuat model PSA

Tahapan PSA level 1

4. Estimasi parameter (misal : laju kegagalankomponen) ⇒ ahli statistik, ahli keandalanmanusia atau ergonomik

5. Kuantifikasi sekuensi kecelakaan ⇒ ahli PSA6. Dokumentasi dan evaluasi hasil

Tahapan PSA Level 21. Evaluasi kecelakaan kerusakan teras parah :

• Fenomena dari proses pelelehan teras• Respon kontainmen terhadap perubahan

struktur berdasarkan analisis struktur2. Mengidentikasi dan mengkuantifikasi

fenomena fisis kecelakaan parah3. Menentukan hasil :

• Probabilitas jenis kegagalan kontainmen• Waktu dari kegagalan kontainmen• Fraksi dari radionuklida yang dilepaskan ke

udara (source term)

Proses Pelelehan Teras Pada Kontainmen

Pelepasan Produk Fisi SelamaKecelakaan

Transpor ProdukFisi Dan ProsesDisposisi SecaraAlami

steamaerosol

stefan flow

sedimentation

diffusion

condensation

vaporcondensation

aerosol

thermophoresisimpaction

chem

isor

ptio

n

Pengurangan Inventori(Radionuklida) Ke LingkunganSelama Transpor

Hubungan PSA level 1 dan 2

Pengertian dari CET (Containment Event Tree)

Kejadian Awal,Keg. sistemTindakan op.

Teras rusakIntegritasKontainmen

PelepasanProduk fisiKe lingkungan

Level 1 Level 2

Tahapan PSA level 3

Analisis tentang model proses transporradionuklida setelah lepas darikontainmen :

Model deposisi dan transpor di udaraPaparan radiasi yang diterima langsungPaparan radiasi dari source term dengan model plumeLuas daerah kontaminasiLamanya waktu paparan

Tahapan PSA level 3Pathway model

Jalan yang ditempuh radionuklida masuk kedalam tubuh manusiaDosis yang terakumulasi dalam tubuh manusia

Model yang membawa pengaruh terhadapkesehatan

Fatal dan luka yang diharapkan terjadi dalam 1 tahun (acute health effect)Kanker yang diharapkan membawa kematianyang terjadi selama hidup (late health effect)

Tahapan PSA level 3

Model yang berhubungan dengan faktorkonsekuensi lainnya :

Distribusi populasiRespon terhadap kedaruratanPengaruh ekonomi

Tenaga Yang Dibutuhkan Dalam PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)

PSA Level 1Tugas Perkiraan Tenaga

(OB)Pengumpulan Informasi awal 1 - 2Penyusunan pohon kejadian dan model sistem

29 - 38

Analisis prosedur dan keandalan manusia 2 - 3Pengembangan data 5 - 6Kuantifikasi sekuensi kecelakaan 9 - 12Kejadian eksternal* 14 - 18Analisis ketidakpastian 3 - 4Pengembangan dan interpretasi hasil 2 - 3

J u m l a h 51 - 86

Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)

PSA Level 2

Tugas Perkiraan Tenaga(OB)

Analisis proses fisis 15 - 137Analisis pelepasan radionuklida dan transport 5 – 20Kejadian eksternal 3 – 4Analisis ketidak pastian 2 – 8Pengembangan dan interpretasi hasil 2 -30

J u m l a h (PSA level 1 & 2) 78 - 285

Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)

PSA Level 3

Tugas Perkiraan Tenaga(OB)

Analisis transport ke lingkungan dankonsekuensi

3 – 4

Kejadian eksternal 1 - 2Analisis ketidak pastian 1 – 2Pengembangan dan interpretasi hasil 2 -30

J u m l a h (PSA level 1, 2 & 3) 84 - 295

Kejadian Awal

Setiap potensi terjadi yang dapatmengganggu jalannya operasi

Dikuantifikasi dengan frekuensi

Terjadi pada :Reaktor padam (shut down)Daya rendahDaya penuh ⇐ PSA pada umumnya

Kejadian AwalJenis :

Internal : LOCA dan transientEksternal : Bencana alam, jatuhnya pesawat, teroris, dll

Hal yang dilakukan :Identifikasi secara komprehensif, pemicu yang mengganggu jalannya operasiPengelompokan kejadian awal yang sama berdasarkan respon systemKuantifikasi masing-masing kategori kejadian awal

Kejadian Awal

Pengelompokan kejadian awal :Kejadian awal yang teridentifikasi :

Identifikasi sistem keselamatan untukmencegah kerusakan terasIdentifikasi sistem pada plant yang diperlukansebagai fungsi keselamatanPengelompokkan kejadian awal pada satukategori untuk kejadian awal yang memerlukanrespon yang sama dari plant

Kejadian Awal

Pengelompokkan ⇒ Analisis pohonkejadian (Event Tree Analysis) ⇒ dilakukansecara berulang dengan memperhatikan :

Semua sekuensi kecelakaan sudah dimasukkandan jelasTidak ada sekuensi kecelakaan yang overlappingSetiap pohon kejadian berlaku untuk semuakejadian awal dalam satu kelompok