Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamatnn PLTNSertn Fasilitas Nuklir

Serpong, 9-10 Februari 1993PRSG, PPTKR - BATAN

PENANGANAN LIMBAH DI RSG-GASSELAMA LIMA TAHUN PERTAMA OPERASI

Oleh:

Allm Tarlgan, Pustandyo WI dodo, P.M. UdlyanlPusat reaktor Serba Guna - Badan Tenaga Atom Nasional

ABSTRAKPENANGANANLIMBAHDI RSG-GASSELAMALIMA TAHUNPERTAMA OPERASI.

Limbah yang timbul di RSG-GAS terdiri dari padat, cair dan gas. Pengelolaan limbah radioaktif diRSG-GAS hanya berupa pengelompokan, penampungan dan penw1daan. Selanjutnya dikirim ke P\1Satpengelolaan Limbah radioaktif(PTPLR). Berdasarkan hasil pencatatan dan analisis selama lima tahunpertama operasi reaktor menunjukkan bahwa jumlah :

1. Limbah padat sekitar 20 karung plastik dengan aktivitas tertinggi 25 mremljam.2. Limbah cair sebesar 1744,2 013dengan aktivitas tertinggi 10-4ci/m3

3. Limbah semi cair diperoleh 5,32 m3

Menurut perkiraan data desain,limbah cair yang dihasilkan pertahun adalah sebesar 1134 013danlimbah semi cair 10,6013• dari hasil pengalaman operasi tersebut dapat dilihat bahwa volume limbahdan aktivitas yang dihasilkan masih jauh lebih kecil dibanding data perkiraan desain.

ABSTRACTWASTE HANDLING IN RSG-GAS DURING THE FIRST FIVE YEARS REACTOR

OPERATION. The normal operation of G.A Siwabessy multipurpose reactor (RSG-GAS) willproduce solid, liquid and gaseous waste. Radioactive waste management in RSG-GAS consists ofgrouping, collecting and delaying the waste before sending it to the radioactive Waste managementCenter. based on the records and analysis during the first five years reactor operation. The waste hasbeen produced:

1. 20 plastic bags of solid waste with highest activity of 25 mrem/hr.2.1744.2013 of liquid waste with highest activity of 10-4ci/m33. Semi liquid waste of 5.32013•

According to the design data, the reactor will produce 1134013 liquid waste and 10.6013 semi­liquid waste per year. It is clear that the waste volume and activity produced are farbelaowthe predicteddesign data.

PENDAHULUAN

Limbah yang dihasilkan oleh reaktor dan fasilitaspercobaan yang ada di RSG-GAS terdiri dari limbahpadat, cair, semi cair dan gas. Mengingat limbah inibersifat radioaktif dan timbul selama reaktor beroperasimaka perlu dilakukan penanganan limbah di RSG-GAS.Untuk limbah padat, cair dan semi cair penanganannyadilaksanakan dengan cara penampungan dan penindaansementara yang selanjutnya dikirim ke Pusat TeknologiPengelolaan Limbah Radioaktif(PTPLR) untuk diproseslebih lanjut.

Pada kondisi operasi normal tidak ada sistem dan

fasilitas percobaan di RSG-GAS yang mengeluarkanlimbah gas. Walaupun demikian sistem ventilasi di

RSG-GAS dilengkapi dengan "charcoal penyaring" yangdapat menyerap limbah yang timbul dari reaktor.

Hasil pencatatan clanpengukuran selama lima tahunpertama operasi reaktor menunjukkan bahwa :

1. Jumlah limbah padatdiperoleh sekitar20 karungplas­tikdengan aktivitas radiasi tertinggi 25 mremljam dansudah dikirim ke PTPLR.

2. Jumlah limbah semi cairdiperoleh 5,32 013dan masihdisimpan di RSG-GAS.

3. Jumlah limbah cair diperoleh 1744,2013 dan rata-rataper tahun 348,8013• Aktivitas radiasi tertinggi adalah10-4Ci/m3• Limbah ini dikirim ke PTPLR.

Menurutperkiraan data desainl') dengan daya operasinominal selama 25 hari dan 8 siklus operasi pertahun,limbah cair yang dihasilkan pertahun adalah sebesar1134 013 dan limbah semi cair 10,6 m3• Konsentrasi

limbah cair aktivitas rendah dikategorikan antara 10-6­10.2 Ci/m3 sedangkan untuk aktivitas tinggi > 10.2•

Berdasarkan data harga aktivitas yang diiperolehdapat dikatakan bahwa selama lima tahun operasi, limbahcair dan padat yang timbul dapat dikategorikan limbahaktivitas rendah.

283

Prosiding Seminar Teknologi dalJ Keselamalan PLTNSerla Fasililas N ••klir

TEOR!Besamya aktivitas limbah yang berasal dari air

pendingin primer maupun fasilitas pereobaan yang adadi RSG-GAS tergantung kepada besamya aktivitas airdalam sistem reaktor tersebut.

Aktivitas dalam airtersebuttimbul dari hasil aktivasi

(n,y), (n,a) dan (n,p).Besamya konsentrasi hasil aktivasi ini dapat ditulis

sebagai berikut :dN No. a. <1). Ve

-=------A..Ndt Vt

Dalam keadaan setimbang dapat ditulis konsentrasihasil aktivasi yang terbentuk sebagai berikut :

No . a .¢ .VeN = ----

A. . Vt

Aktivitas hasil aktivasi yang terbentuk adalah N,sehingga dapat ditulis :

No. a . <1J . Ve

A=N.A.=-----Vt

dimana :

Ve = Volume pendingin dalam teras (m3)

<1J = Fluks neutron yang terbentuk dalam teras(n/em2 see)

Vt = Volume total air pendingin primer (m3)

No = Konsentrasi atom-atom dalam air pendingin(atom/em3)

a = Penampang lintang mikroskopis (em2)

TATA KERJA1. Pembahasan sumber dan aktivitas limbah yangdihasilkan RSG-GAS berdasarkan desain untuk masing­masingjenis limbah perlu dijelaskan sebagai berikut:

Limbah padatLimbah padat yang akan timbul di RSG berasal dari

beberapa sumber diantaranya :1. Penyaring resin yang lolos dari tangki resin (resin trap)

sistem pemumian air kolam dan kolam penyimpananbahan bakar bekas.

2. Kontrol clemen teras reaktor

3. Fasilitas pereobaan seperti kapsul PRTF dan rabbitsistem, keping neutron radiografi.

4. Alat ukur temperatur dan detektor fluks neutron5. Penyaring (filter) dalam sistem ventilasi

6. Alat pembersih dekontaminasi dan "personal lock"7. Elemen bakar dan elemen kendali.

Limbah padat yang berasal dari teras reaktor danfasilitas eksperimen memerlukan penanganan yang khu­sus. Limbah tersebut diluruhkan dalam kolam penyim­panan elemen bakar bekas dan kemudian dikirim kePRPLR setelah dikemas dalam drun1 khusus. Sedangkanuntuk limbah padat lainnya yang aktivitasnya masih

Serpong, 9-10 Febr ••ari 1993PRSG, PPTKR -BATAN

kecil dan mudah penanganannya disimpan sementaradalam suatu ruang di PRSG-GAS sebelum dikirim kePTPLR untuk diproses lebih lanjut.

Limbah cair aktivitas rendahLimbah eair aktivitas rendah RSG-GAS berasal

dari beberapa sumber diantaranya :1. Limpahan air kolam reaktor2. Ruangan air venting sistem pendingin utama3. Limbah eair bekas dekontaminasi4. Hasil kondensasi sistem ventilasi

Perkiraan desain,jumlah limbah eair aktivitas ren­dah yang timbul selama setahun dengan reaktor beroper­asi normal pada daya nominal selama 25 hari dan 8 sikluspertahun diperoleh sebanyak 1105,5 m3• Semua limbaheair ini ditampung dalam 2 buah tangki yang berkapasitas20 m3 yang terletak pada lantai -6,5 meter gedung reak­tor. Proses aliran limbah ini berlangsung seearagrafitasi..Diagram alir sistem ini dapat dilihat pada gambar 1. Isitangki tersebut dikirim melalui tangki transport ke PTP­LR untuk diproses lebih lanjut. Sistem ini dilengkapidengan tempat pengambilan sampel untuk dianalisatingkat radioaktivitasnya di laboratorium PTPLRsebelumdilakukan pemindahan. Sistem ini dibuatseeara terkendaliartinya, jika tingkat aktivitas limbah eair yang dibuangmelampaui batas harga aktivitas yang diijinkan, makasistem katup pada saluran pembuangan akan menutupseeara otomatis, sehingga keselamatan personil dan ling­kungan tetap terjamin.

Limbah cair aktivitas tinggi

Limbah eair ak~ivitas tinggi berasal dari beberapasumber diantaranya :a. Sistem pembilas resin penukar ionb. Cairan dari hot cell

e. Air dari tabung berkas neutrond. Uji fasilitas daya aeake. Isotop boxf. Rabbit systemg. Neutron radiografi

Limbah eair yang berasal dari sistem ini ditampungdalam dua buah tangki yang berkapasitas 6,3 m3 dan 4,6m3 yang terletak pada lantai -9,3 m gedung reaktor.

Menurutperkiraan desain pada daya nominal selama25 hari dan 8 siklus pertahun jumlah limbah yangdihasilkan pertahun sebanyak 28,41 m3 dengan aktivitassekitar 8,9 Ci.

Limbah semi cair

Y angdimaksud limbah semi eairadalah resin penu­kar ion bekas pakai yang berasal dari 3 sustem pemumianairpendingin primer. masing-masing sistem mempunyaikapasitas resin penukar ion sebagai berikut :- Sistem pemurnian air kolam reaktor = 1,54 m3

- Sistem pemurnian lapisan air hangat = 0,42 m3

- Sistem pemurnian kolam penyimpa~an

284

Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamatan PLTNSerla Fasililas Nuklir

Serpong. 9-10 Februari 1993PRSG. PPTKR - BATAN

HASIL DAN PEMBAHASANSejak reaktor kritis pada bulan september 1987

sampai Agustus 1992, data limbah padat dan cair yangdihasilkan oleh RSG-GAS berdasarkan log-bookoperasireaktor (2) adalah sebagai berikut :

a. Limbah padat yang berasal dari penyaring resin yanglolos dari tangki resin (resin trap) masih belum adakarena aktivitas resin trap masih rendah sehinggamasih dapat dicuci dengan ultrasonic sehingga dapat .digunakan kembali.

. b. Limbah padat yang berasal dari elemen penyerapneutron (control rod) dalam teras reaktor belum adakarena menurut perkiraan elemen penyerap neutrontersebut akan diganti setelah 40 siklus operasi.

c: Limbah padat dari fasilitas iradasi sistem rabbit masihsedikit dan disimpan di dalam sel panas (hot cell)

d. Limbah padat yang berasal dari pengukur fluks neu

tron yaitudetektorCIC terdapat satu buah dan disimpandidalam kolam bahan bakarbekas. Aktivitasnya sebesar200 mrem perjam sejarak 5 meter dari permukaankolam dan pengukuran dilakukan dalam tabungpengarah.

e. Sistem ventilasi berupa penyaring sudah ada sebanyak20 dan disimpan dalam gedung limbah RSG-GAS.Aktivitas limbah ini terukur < 0,1 mrem/jam. data inidapat dikatakan data latar belakang dalam gedung

Mengingat hasil aktivasi yang timbul dalam kolamreaktor ditangkap oleh resin tersebut maka limbah inidigolongkan dalam limbah aktivitas tinggi.

Menurut perkiraan desain (1) pada daya nominalselama 25 hari dan 8 siklus pertahunjumlah limbah yangdihasilkan pertahun selama operasi ialah 10,6 m). Limbahini ditampung dalam tangki penampung limbah semi cairbekas terletak di -6,5 m. Sistem penampungan limbah initerdiri dari 2 buah tangki yang masing-masing mampumenampung 2,7 m). setiap tangki mampu menampungsetiap kali pembuangan untuk ketiga sistem tersebut,sehingga sebelum dilakukan pengangkutan ke gedungPTPLR, aktivitas limbah masih dapat diluruhkan selamapenggantian resin penukar ion berikutnya. Limbah inidipindah ke PTPLR 1ewat terminal keluaran ke tangkipengangkut yangterletakpada daerah pemindahan barang(material acces) lantai 0 meter gedung reaktor. Perkiraanlimbah cair, semi cair pertahun menurut desain SAR(Chapt. 11) dapat dilihat pada tabel 1.2. Pengwnpulan data volume dan aktivitas limbah perta­

hun mulai dari tahun 1987 sid 1992.3. lun11ahkan volume limbah mulai dari tahun 1987 sid

1992, kemudian untuk mendapatkan harga rata-ratapertahun jumlah tersebut dibagi dengan lima.

4. Ambil harga aktivitas pemgukuran selama lima tahunpertama operasi.

5. Bandingkan harga volume dan aktivitas limbah yangdiperoleh selama 5 tahun pertama operasi terhadapyang diambil dari perhitungan desain.

bahan bakar bekas = 0,70 m) reaktor.

f. Limbah padat elemen bakar dan elemen kontrol adalah9 buah dan disimpan dalam kolam penyimpanan bahanbakar bekas RSG-GAS.

g. Alat pembersih dekontaminasi dan "personal lock" .Untuklimbah padat ini,jumlah yang dihasilkan selamalima tahun operasi masih berbentuk limbah kertasdekontaminasi, plastik dan kain pengelap yang dapatditangani dengan mudah clantingkat aktivitasnya masihrendah. Limbah ini kebanyakan berosal dari limbahhasil ,pekerjaan kontraktor yang sedang bekerja diRSG-GAS. Sedangkandari kegiatan RSG-GAS sendirimasih sedikit. Limbah ini sudah dikirim ke PTPLR

untuk diproses lebih lanjut. \

lumlah dan aktivitas limbah cair yang berasal daritangki aktivitas rendah dan tinggi dapat dilihat pada tabel2. Hasil yang ditunjukkan dapat tabel 2 dapat dilihatbahwa total limbah cair selama lima tahun pertamaoperasi adalah 1744,2 m) yaitu 84,2 m) berasal daritangki aktivitas tinggi dan sisanya berasal dari tangkiaktivitas rendah. harga aktivitas yang terukurantara 0 Ci/m) sampai 10-4Ci/m). 90 % dari limbah cair ini berasaldari hasil kondensasi sistem pendingin ventilasi RSG­GAS dan 10 % berasal dari fasilitas percobaan, airpendingin primer dan air bekas dekontaminasi. Untuklimbah semi cair myang berasal dari sistem ppemumianair pendingin primer selama 5 tahun pertama operasiadalah 5,32 m) , 2,66 m) berasal dari limbah resin untukkomisioning non nuklir dan 2,66 m) berasal dari resinbekas yang sudah aktif. Limbah resin hasil komisioningnuklir tersebut sudah dikirim ke PTPLR dan sudah

digunakan sebagai uji bahan panas sistem yang ada diPTPLR. Sedangkan limbah resin yang sudah aktif(2,66m)) masih disimpan di tangki penampung RSG-GAS.Nilai aktivitas limbah ini tidak dapat diukur karena tidaktersedianya fasilitas pengambilan sampel. Kriteria suatulimbah radioaktif yang dikategorikan aktivitas rendahdan tinggi bergantung dari harga konsentrasinya. Limbahcair aktivitas rendah dikategorikan antara 10-6sid 10.2 Ci/m) sedangkan untuk limbah aktivitas tinggi > 10.2 sid 102

Ci/m). Aktivitas yang diperoleh selama lima tahunpertama operasi bila dibandingkan dengan data perkiraandesain (1) dengan daya operasi selama 25 hari dan 8siklus pertahun dapat dikatakan masih rendah. Hal inidisebabkan reaktor dan fasilitas percobaannya belumberoperasi secara optimum,dan dari persamaan pada babteori terlihatbahwa laju pertumbuhan isotop hasil aktivasiadalah fungsi dari fluks (daya reaktor).

285

Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan PLTNSerla Fasilitas Nuklir

Serpong. 9-10 Februari 1993PRSG. PPTKR - BATAN

Tabell. Perkiraan volume limbah cair dan semi cair yang timbul berdasarkan desain selama reaktor beroperasinormal per tahun

1. Sistem permurnian air pendingin reaktor2. Sistem penguraian lapisan air hangat3. Sistem pemurnian kolam penyimpan b.b bekas4. Tangki Limbah Resin5. Hot Cell6. Beam Tube7. FRIF

8. Rabbit system9. Neutron Radiografi10. Drainase sistem primer11. Drainase dari gedung reaktor12. Ventilasi13. Air bebas dekontaminasi

Limbah Cair

Akt. Rendah Akt. Tinggi

10.92 m3

2.6 m3

4.8 m3

6.8 m3

0.5 m3

0.07 m3

0.03 m3

0.2 It2.5 m3

0.1 m3

4 m3

1000 m3

100 m)

Limbah Semi Cair

Akt. Rendah Akt. Tinggi

10-5 m3

lumlah 1105.5

286

28.41 10.6

Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan PLTNSerla Fasililas Nuklir

KESIMPULANBerdasarkan hasil dan pembahasan operasi dapat

disimpulkan bahwa :1. Jumlah limbah yang dihasilkan oleh RSG-GAS jauh

lebih kecil dibandingkan dengan data perkiraan desain.hal ini disebabkan karena beberapa faktor sebagaiberikut :

1. Reaktor dan fasilitas percobaan yang ada be­lum beroperasi secara optimum.

2. Adanya komponen/alat yang masih dapat di-

Serpong, 9-10 Februari 1993PRSG, PPTKR - BATAN

gunakan karena aktivitas radiasi alat tersebutrelatif kecil sehingga dapat dicucildibersih­kan kembali.

2. Limbah yang dihasilkan dapat dikategorikan ke dalamlimbah aktifaktivitas rendah. hal ini disebabkankarena

beberapa faktor sebagai berikut :1. Reaktor dan fasilitas percobaan yang ada be­

lum beroperasi secara optimum.2. Sistem pemurnian pendingin primer yang

cukup baik.

DAFfAR PUST AKA1. MPR-30 safety Analysis Report, September 19892. Log-book Limbah RSG3. Modem Physics for Engineers, O.Oldenberg and N.C. Rasmussen.

DISKUSI

MAlNAR:

Mohon penjelasan cara penanganan limbah padat yang berasal dari teras reaktor, berapa lama penyimpanannyasebelum dikirim ke PTPLR.

ALIMTARIGAN: '

Penanganan limbah padat dari elemen teras disimpan sementara di kolam penyimpan bahan bakar bekas RSG-GASdan nantina akan disimpan di dalam intem storage for spent.fuel (ISFSF). limbah padat ini tidak akan dikirim kePTPLR.

SUYITNO:

1. Dalam presentasi dikatakan limbah cair-cair dari RSG 90 % dari kondensasi, 9 % dari dekontaminasi dan hanya1 % yang berasal dari reaktor ..

a. Mohon dijelaskan 1 % limbah cair dari reaktor itu detailnya dari mana.b. Mohon dijelaskan apakah limbah cairyang terjadi pada PLTN (reaktordaya) apakah kira-kira mirip dengan reaktor

riset.

2. Tadi dikatakan kalauselama lima tahun pertama operasi RSG praktis tidakdijumpai limbah aktivitas tinggi. Mohondijelaskan, menurutperkiraan mulai kapan RSG akan mengeluarkan limbah aktivitas tinggi dan radioaktivitas apa.

ALIMTARIGAN :

1. a. Berasal dari fasilitas percobaan dan sistem pemumian air pendingin primer.b. Yangjelas bahwa limbah yang berasal dari fasilitas percobaan tidak ada di PLTN

2. Untuk mengetahuinya perlu pengamatan secara terus menerus.

287

Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan PLTNSerla Fasilitas Nuklir

I

II~c2f 82.15r L~ l-qi

~~Ii

.!

288

Serpong, 9-10 Februari 1993PRSG, PPTKR - BATAN

I~

-0 I

.II-M_,i