Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561

DISTRIBUSI PARTIKULAT DAN HUBUNGANNYA DENGANKONTAMINASI ZAT RADIOAKTIF DI UDARA PADAOPERA TlNG AREA SERTA SERVICE AREA INST ALASI

RADIOMET ALURGI

Budi Prayitno

ABSTRAK

DISTRIBUSI PARTIKULAT DAN HUBUNGANNYA DENGAN KONTAMINASI ZAT

RADIOAKTIF 01 UDARA DAERAH OPERATING AREA SERTA SERVICE AREA

INSTALASI RADIOMETALURGI. Pengukuran Distribusi Partikulat dan Hubungannya

dengan Kontaminasi Zat Radioaktif di Udara pada Operating Area Serta Service

Area Instalasi Radiometalurgi. Pengukuran distribusi partikulat dilakukan denganmenggunakan alat ukur distribusi partikulat tipe GT- 521 dan Porta Cont buatan TSI

USA, sedangkan untuk mengetahui besarnya kontaminasi zat radioaktif di udara

dilakukan dengan menggunakan pencuplik udara dan hasilnya dicacah dengan

menggunakan detektor alpha tipe SAC-4. Dari hasil pantauan distribusi partikulat

tersebut dipelajari hubungannya dengan aktivitas zat radioaktif alpha yang terdapat di

udara. Dari hasil pengukuran I pantauan tersebut ada kecenderungan semakin tinggi

nilai distribusi partikulat semakin besar pula aktivitas zat radioaktif alpha yang terdapat di

udara. Dari distribusi partikulat menunjukkan daerah Operating Area merupakan Class

100.000 (M7). Sedangkan pantauan radioaktifitas alpha di udara memenuhi persyaratan.

PENDAHULUAN

Instalasi Radiometalurgi Pusat

Teknologi Bahan Bakar Nuklir ( IRM-PTBN)

memiliki 12 bilik panas yang terdiri dari 3 bilik

beton dan 9 bilik baja serta laboratorium

analisis pendukung lainnya. Dengan fasilitas ini

IRM-PTBBN dapat melakukan uji Pascairradiasi elemen bekas baik untuk elemen

bekas eksperimental maupun elemen bekas

reaktor daya serta bahan struktur untuk

pendukung pembuutan elemen bakar nuklir.

Karena kegiatannya tersebut dimungkinkan

timbulnya bahaya radiasi externa maupun

intern a bagi para pekerja radiasi yang bekerja

didalam instalasi tersebut. Bahaya radiasi

externa dapat ditimbulkan karena pekerja

radiasi menerima paparan radiasi melebihi

batasan yang diizinkan ( 25 IJ Sv I Jam )

ataupun dibawahnya ( efek stokastik ) yang

tidak mempunyai dosis ambang. Sedangkan

bahaya radiasi interna dapat terjadi

diantaranya karena adanya kontaminasi zat

260

radioaktif di udara yang melebihi batasan yang

diizinkan (20 Bq I m3 ). Bahaya radiasi interna

dapat disebabkan diantaranya karena sistem

ventilasi yang kurang baik atau bocornya

sistem saluran udara buang serta tidak

berfungsinya sistem tekanan negatif antarzone didalam instalasi nuklir tersebut.

Semua udara yang keluar dari

laboratorium IRM maupun hot cell IRM

dikumpulkan pada satu saluran udara buang

(exhaust air room) dan dilepas ke lingkungan

melalui cerobong setinggi 60 meter. Pergantianudara didesain berdasarkan standard IAEA

(Safety saries NO.30 th 1981), untuk daerah

hijau ( zone II) : 5 - 10 kaliljam dan untuk

daerah kuning (zone III): lebih dari 5 kali/jam

serta daerah merah (zone IV) : 10 - 30

kaliljam. Untuk menjamin kesempurnaan

ventilasi yaitu aliran udara mengalir dari

daerah yang lebih bersih menuju ke daerah

dengan risiko kontaminasi lebih tinggi. IRM

J.

,.

ISSN 0854 - 5561

dibagi menjadi 4 daerah tekanan negatif

sebagai berikut :

1. Zone I dengan tekanan : 0 - 50 Pa

2. Zone II dengan tekanan : 70 - 100 Pa

3. Zone III dengan tekanan : 120 - 150 Pa

4. Zone IV dengan tekanan : di atas 250 Pa

Menurut standard IAEA dari Safety

Series No. 17 "Technique for Controlling Air

Pollution from the Operation of Nuclear

Facilities" selisih tekanan negatif kira-kira - 2,5

mm wg atau 24,5 Pa .. Untuk memperoleh

perbedaan tekanan masing-masing daerah

digunakan Automatic Control Damper. Kondisi

udara tergantung pad a fungsi masing-masing

ruang. Secara garis besar tingkat suhu dan

kelembaban udara pada ruangan

dikelompokkan sebagai berikut:

1.Tempat kerja pernldnen, laboratorium &

ruang kontrol(220 - 250)oC, (45 - 65)RH (Relatif Humidity)

2. Ruang-ruang operasional/mesin-mesin listrik200 - 350C, max 65% RH

3. Sel baja: maks 400C, maks 60% RH4. Sel beton maks 600C, maks 60% RH

Selain dari aturan aturan tersebut

diatas. ada aturan lain yang perlu diperhatikan

yaitu standar bersih laboratorium. Standar

bersih laboratorium yang dipakai oleh badan

standar di Amerika (NBS) atau dikenal dengan

NIST (National Institute Standard and

Technology. Laboratorium yang sistem udara

masuk menggunakan filter HEPA biasanya

keadaan udara didalam laboratoriumnya

bertujuan untuk mencapai kondisi

261

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

Laboratorium bersih ( Clean Room ).~Dalam

standar NBS (NIST) ditentukan tiga klas

laboratorium yaitu : Ordinary Laboratory, CleanRoom dan Clean Hood. Untuk standar clean

room ini ditentukan sebagai Class 100 dengan

pengertian jumlah partikulat lebih kecil atau

sama dengan 100 partikulat I Cubic foot

dengan diameter partikulat 0,5 um. Pada

dasarnya untuk laboratorium analisis yang

menggunakan alat seperti : SEIvt,TEM,UV-VIS

dan sejenisnya kasifikasinya seharusnyaadalah kodisi Clean Room . Untuk kondisi

tersebut harus dipenuhi beberapa persyaratan

diantaranya mengacu kedalam standar tabel1. dibawah ini :

Tabel 1.Konsentrasi Partikulat di dalam

Laboratorium dalam Satuan IJ gram I m3

Berdasarkan standart NIST

FeCuPbCd

Ordinary0,20,020,40,002

Laboratoriu m!

Clean0,0010,00 I 0,000 I ttd

IRoom 2 12 IILaboratory Clean Hood

0,0000,000,000 I 0,000 ILaboratory i 9

73 i 2 I

Disamping itu ada ketentuan

Internasinal lain yang dapat diacu dari standartuntuk Cleansrooms dari Institute of

Environmental Science and Technology.

drafted IES-RP-CC-006-84-T seperti Tabel 2.dibawah ini :

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561

Tabel 2. Konsentrasi Partikulat untuk laboratorium berdasarkan Standar Internasional

75.72657572,6507,57026,50075,700

30.9106309

1,0603,09010,60030,900

0.875:tOO8.7530.0

87,5300875

1,0003,53010,000­35,300100,353.01,0003,53010,000.000

247

6182,4706,18024:700

7.0017.570.0175700

Berdasarkan ukurannya yang

dimaksud partikulat yaitu zarah yang

berukuran 0,01 IJ m sampai dengan 5 IJ m.

Partikulat yang berukuran lebih keeil dari 2,5 IJ

m dengan mudah dapat terhisap dan masuk

kedalam saluran pernapasan menuju ke paru­

paru. Sementara paru-paru adalah organ tubuh

yang paling lambat mengusir benda asing

tersebut. Kemudian bend a asing tersebutdapat terdeposit di paru-paru dan berakibat

terjadinya kerusakan paru-paru. Badang

Perlindungan Amerika Serikat ( EPA ) tahun

1997 menetapkan standar maksimum

partikulat yang terdapat di udara setiap

tahunnya maksimum sebesar 15 IJ gram

partikulat / m3.

Berdasarkan aturan yang berlaku

untuk menjamin keselamatan pekerja radiasi

yang bekerja di instalasi nuklir seperti IRM ini

perlu dipantau kondisi radioaktifitasnya dan

untuk menunjang hasil anal isis sampei di

laboratorium perlu diketahui distribusi partikulatdidalam laboratorium tersebut.

TATA KERJA

Pegambilan data untukdistribusi

partikulat dan aktivitas radiasi alpha di udara

dilakukan didaerah Operating area dan Service

area Instalasi Radiometalurgi. Untuk distribusi

partikulat dilakukan dengan bantuan alat

menghitung partikulat merek : Porta Count TSI

USA. Alat ini mempunyai kemampuan

menghitung jumlah partikulat secara

keseluruhan dari mulai berukuran 0,01 IJm

sampai dengan 5 IJ m. Sedangkan untuk

mengetahui penghitungan Classrooms

digunakan alat couter partikulat merek :Particle Monitor Instruments model GT - 521.

Adapun lokasi pengambilan jumlah partikulat

dan euplikan udara dapat dilihat di gambar (1)di bawah ini.

Langkah-Iangkah pengambilan cuplikan udara

dengan air samplear dan peneaeahannya

adalah sebagai berikut :

1. Tempatkan alat peneup!ik udara (movable)

ditempatkan ruangan yang akan dipantau

tingkat radioaktivitas udaranya pad a

ketinggian sekitar 150 em.

2. Pasang kertas filter di filter holder

pencuplik udara.

3. Hubungkan alat pencuplik udara dengan

sumber listrik tegangan 220 volt dan

hidupkan sumber listrik.

4. Catat: posisi penunjuk flow ratemeter awal

dan akhir pencuplikan, nomor ruangan

kerja, lama pencuplikan

262

ISSN 0854 - 5561

5. Matikan alat pencuplik udara setelah

pencuplikan selama 15 menit dan matikansumber listrik.

6. Lepaskan kertas filter dengan

menggunakan ·pinset dan tempatkan

dalam wadahnya.

7. Kertas filter hasil cuplikan udara di cacah

dengan detektor alpha model SAC-4selama 5 menit.

8. Hasil cacahan digunakan untuk meng­

hitung besarnya aktivitas radioatif alpha di

udara dengan bantuan persamaan (1)

dengan efisiensi detektor sebesar 23 %

Langkah-Iangkah pemantauan distribusi

partikulat dengan GT-521 di udara sebagai-·berikut :

1. Isi (charge) bateray alat GT -521 sekitar 15

jam dan hidupkan alat tersebut dengan

memasang terlebih dahulu filter HEPA

yang tersedia diperangkat alat.

2. Filter HEPA tersebut berfungsi untuk

membersihkan udara I partikulat yangberada didalam alat GT-521.

3. Atur alat untuk diameter partikulat 0,5 fJm

sid 5 !-1mdan lama pencuplikan selama 1

men it serta besarnya satuan dalam

partikulat I liter.

4. Atur alat GT-521 untuk pengambilan

berbatas bawah dan berbatas atas (mode:

Difference)

5. Lengkapi alat dengan perangkat ujung

pengambilan partikulat.

6. Operasikan alat ditempat pencuplikan

udara dititik-titik pengambilan masing­

masing sebanyak 5 kali setinggi ± 150 Cm.7. Data pantauan langsung terekam di alat

GT-521.

263

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

Langkah-Iangkah pemantauan distribusi

partikulat dengan Porta Count TSI USA di

udara sebagai berikut :

1. Isi (charge) bateray sekitar 15 jam dan isi

cairan pendingin alkohol yang tersedia

2. Operasikan alat ditempat pencuplikan

udara dititik-titik pengambilan masing­

masing sebanyak 10 kali, setingi ± 150 Cm

dan caiat uniui<. masillg-masing data

distribusi partikulat yang ada dilayarmonitor alat.

3. Data bacaan dalam satuan partikulat I Cm3

HasH-HasH dan Pengolahan Data

Adapun lokasi pengambilan

jumlah partikulat dan cup!ikan udara serta

hasil-hasil datanya dapat dilihat pada gambar

(1) dan hasil pengukuran dilihat pad a tabel.3,tabelA, tabel.5,tabel.6 dan tabel.7

,.I ~I~•

~') .". 14iJB

140 P.

Gf ~.~

t7r · '02

I 11}1r

.' ~-i1>

:J ;:~ 0~: ,. ";5

i1>

J,

,? ~g; , l~1~1l;;1'~lol- I""

-1;~

"

~

141)0140 E

.' 'JsTi,;,:

I••

Gambar (1). Peta lokasi pengambilan cuplikan

udara dan jumlah partikulat.

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561

Tabel. 3: Distribusi Partikulat di di Operating Area dengan diameter 0,01 !Jm sid 5 !Jm( Partikulat I Cm 3 )

LOKASI

140A140B140C1400140E

JUMLAH

2.788 ± 412.778 ± 933.579 ± 1762.390 ± 402.892 ± 69PARTIKULAT

Jumlah Rerata Partikulat di Operating Area = ( 2.885 ± 84) partikulat I Cm 3

Tabel.4: Distribusi Partikulat di di Service Area dengan diameter 0,01 IJm sId 5 IJm

( Partikulat I Cm 3 )

LOf<ASI

143A143B

JUMLAH PARTIKULAT

3.597 ± 423.318 ± 34

Jumlah Rerata Partikulat di Service Area = ( 3.458 ± 38) partikulat! Cm 3

Tabel. : Distribusi Partikulat di di Operating Area dengan diameter 0,5 IJm sId 5 IJm untukpenentuan classrooms ( Partikulat I Liter)

DIAMETER

140A140B140C1400!

'140E

!

0,5IJm- 5 IJm

5.5497.9019.4489.82911.441

5IJm

51014724

Rerata distribusi partikulat untuk diameter 0,51JmsId 5IJm (8.834 ± 1.991) Partikulat I Liter

dengan :Ak = aktivitas kontaminasi

3alpha, Bq/m

N = cacah n8tto cuplikan, Cps

V = volume udara yang dihisap, m3

E = efisiensi alat cacah, 23,06 %

Untuk pantauan radioaktif a. di udara

pada daerah Operating Area dan

ServiceArea dilakukan dengan mengguna­

kan air sampler. Kemudian kertas filternya

dicacah dengan alat cacah radiasi alpha

model SAC-4 dan hasil berikut ralatnyadapat dilihat di Tabel.6 dan Tabel.7 dibawah

ini. Hasil cacahan radioaktif alpha tersebut

dihitung aktivitas radiasinya dengan

menggunakan persamaan :

264

AK

1

= N x --- x

V Ed...... ( 1 )

radioaktif

ISSN 0854 - 5561

Ralat hasil pengukuran radioaktif alpha

dihitung dengan cara perambatan ralat dari

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

persamaan (1) dan hasilnya ditampilkan diTabel.6 dan Tabel.7 di bawah ini.

Aktivitas radioaktif a rata-rata di udara pad a daerah service area = (1,570 ± 0,763) Bq/m

Tabel .6: Aktivitas radioaktif a di udara pada daerah operating area

RalatRalatRalatAktivitas±

Waktu

CacahanVolumeEfisienscacahvolumeefisiensiRalat- V (m3)Uam) N (cps) SnSvSe Ak ± Sak- (m3) (Bq/m3 )E (%) (cps) (%)

1

0,1170,37823,060,0450,0070,081,346±0,704

2

0,0950,37823,060,0410,0070,081,086±0,670

3

0,1080,37523,060,0440,0110,081,249±0,670

4

0,1130,37823,060,0450,0070,081,300±0,633

5

0,1010,37823,060,0420,0070,081,155±0,633

Aktivitas radioaktif a rata-rata di udara pada daerah operating area (1,227 ± 0,662) Bq/m3

Tabel .7: Aktifitas radioaktif a di udara pada daerah service area

RalatRalatRalatAktivitas ± Ralat

Waktu

CacahanVolumeEfisiensicacahvolumeefisiensiAk ± Sak- V (m3)

- I

(Bq/m3 )(jam) N (cps) E (%)SnSvSe

(cps)

(m3)(%),

1 0,1320,37823,0610,0480,0070,081,514±0,767

2

0,1430,37523,060,0500,0110,081,650±0,819

3

0,1510,7823,060,0510,0070,081,728±0,845

4

0,1280,37823,060,0470,0070,081,468±0,750

5

0,1280,37223,060,0470,0070,081,492±0,633J

PEMBAHASAN

Oari hasil-hasil data distribusi partikulat untuk

diameter 0,01 IJm sId 5 IJm didaerah Operating

area sebesar = ( 2885 ± 84) partikulat I Cm 3

dan daerah Service Area sebesar = ( 3.458 ±

38) partikulat I Cm 3 terlihat ada kecen­

derungan partikulat yang terdapat dilabo­

ratorium IRM menuju kedaerah Service Area.

Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan

tekanan antara kedua daerah tersebut yaitu

udara akan bergerak dari Zone 2 (Operating

Area) menuju Zone 3 ( Service Area) atau

dari tekanan yang positif menuju ketekanan

yang lebih negatif. Kemudian jika distribusi

265

partikulat ini dihubungkan dengan kontaminasi

radioaktif alpha yang berada didaerah tersebutakan lebih besar kontaminasi didaerah Service

Area (1,570 ± 0,763) Bq/m3 jika dibandingkan

dengan daerah Operating Area area (1,227 ±

0,662) Bq/m3 . Hal ini wajar karena udara akan

bergerak dari Zone 2 (Operat/ng Area) me­

nuju Zone 3 ( Service Area) atau dari tekanan

yang positif menuju ketekanan yang lebih

negatif. Jika dihubungkan dengan ketetuan ke­

selamatan kerja terhadap radiasi aktivitas di

kedua daer8h tersebut dibawah batasan yang

izinkan ( Batasan yang diizinkan maksimum 20

) Bq/m3 . Sedangkan untuk distribusi partikulat

Hasi/-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

untuk penentuan classrooms ditunjukan pada

tabel. 5 dengan diameter 0,5 ~m sId 5 ~m

berkisar ( 8.834 ± 1.991 ) Partikulat I Liter atau

sama dengan ( 8.834.000± 1.991.000 )

Partikulat I Liter dan jika dihubungkan dengan

standar yang berlaku termasuk dalam

Classrooms 100.000 (M7).

KESIMPULAN dan SARAN

Dari hasil pantauan kegiatan ini dapat diambil

beberapa kesimpulan diantaranya1. Ada hubungan antara banyaknya distribusi

partikulat di daerah Operating Area dan

Service Area dengan tingkat aktivitasradioaktif alpha di udara di daerahtersebut.

2. Secara keseluruhan untuk daerah

Operating Area dan Service Area IRM jauhdibawah batas kontaminasi zat radioaktif

yang diizinkan.

3. Untuk distribusi partikulat di daerah

Operating Area termasuk dalam

Classrooms 100.000 (M7 ).

4. Disarankan agar diusahakan untuk

meningkatkan klasifikasi Operating Area

minimal menjadi Classrooms diatasnya.

266

ISSN 0854 - 5561

DAFTAR PUSTAKA

1. C. Vande Casteele and C. B. Block,Modern Methods For Trace Element

Determination , Copy right 1993 by John

Wily and Sons Ltd, 1993.

2. Surat Keputusan I<epala Badan Pengawas

Tenaga Nuklir No. 011 Ka- BAPETEN / V­

99 tentang Ketentuan Keselamatan KerjaTerhadap Radiasi, 1999.

3. Sri Wahyuningsih, Pengaruh Ventilasi Dan

Pengkondisian Udara Terhadap Tingkat

Radioaktivitas Alpha di Udara Pada

Laboratorium Inst81asi Radiometalurgi.

Tugas Akhir Jurusan Tekno Kimia STTNYogyakarta, 2005.

4. Particle Monitor Model GT-521 OperationManual, Met One Instruments,lnc 1600

NW Washington Blvd.

5. Pusat Elemen Bakar Nuklir, "LaporanAnalisis Keselamatan Instalasi

Radiometalurgi", Revisi 3, PEBN, Serpong.1995.