Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VIPusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATANPusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK

ISSN 1410-6086

OPTIMALISASI PENEMPATAN KEMASAN LIMBAH RADIOAKTIFAKTIVITAS RENDAH DAN SEDANG DALAM REPOSITORI

Kuat Heriyanto, Sucipta, Untara.Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BA TAN

ABSTRAK

OPTIMALISASI PENEMPATAN KEMASAN LIMBAH RADIOAKTIF AKTIVITASRENDAH DAN SEDANG DALAM REPOSITORI. Telah dilakukan pengkajian tentang penempatankemasan limbah radioaktif aktivitas rendah dan sedang dalam repositori. Pengkajian dilakukan gunamendapatkan susunan kemasan limbah baik horizontal maupun vertical. Data diperoleh dari perhitungan lajudosis limbah resin bekas yang sudah disementasi dalam shell 950 liter dan pengujian langsung kekuatanmekanis shell 950 liter. Dari hasH perhitungan diperoleh laju dosis pada tiap sisi masing-masing sebesar2,704 x 10-4,8,366 X 10-5, 7,004 X 10-4dan 1,08x 10-3mSv/jam, nilai tersebut masih di bawah batas yangdiizinkan yaitu sebesar 2,5 x 10-2mSv/jam. Sedangkan hasHkekuatan mekanis : uji tekan shell beton 950 liter= 40,3217 kglcm2,berat shell = 6.400 kg. Berdasarkan faktor desain keamanan sebesar 3 maka shell 950 literdapat disusun vertikal sebanyak 9 susunan.

ABSTRACT

OPTIMALIZA TION FOR LOW AND INTERMEDIATE LEVEL RADIOACTIVE WASTEPACKAGES PLACEMENT IN A REPOSITORY. Assessment of low and intermediate level radioactivewaste packages placement in a repository has been studied. The aim of the assessment is to find a betterconfiguration of the package horizontally or vertically. The data was obtained by calculation of doze rate ofradionuclides from cemented spent resin in 950 liter and direct test of its mechanical strength. Regarding tothe calculation, dose rate of every face of the sample was respectively of2.704 x 10-4,8.366 X 10-5, 7.004 X

10-4and 1.08 x 10-3 mSv/h, in which these values were under the permitted limit of 2.5 x 10-2mSvlh. Themechanical strength that was compression strength and weight were 40.3217 kglcm2 and 6.400 kg,respectively. Based on the design safety factor (3), so the shells could be overlaid up to 9 packages.

PENDAHULUAN

dengano = Laju dosis (mSv/jam),M = Aktivitas sumber (MBq),E = Energi per peluruhan (Mev)r = Jarak (m).

Penyimpanan kemasan limbah hasilolahan merupakan proses akhir rangkaiansistim pengelolaan limbah radioaktif. Halutama yang perlu diperhatikan adalah faktorkeamanan bagi manusia dan lingkungan.Salah satu usaha untuk meneapai tujuantersebut adalah dengan melakukan penataanpenempatan kemasan limbah pada lokasipenyimpanan. Untuk itu perlu dilakukanpengkajian tentang laju dosis pada setiapsisi susunan dan kekuatan mekanis dari

kemasan Iimbah. Makalah ini menyajikanhasil pengkajian terhadap Iimbah resin bekasyang telah disementasi dalam shell 950 liter.

TEORI

A. Laju dosis [I]

Untuk meneari laju dosisdiperlukan beberapa rumus :

Sedangkan untuk meneari laju dosis sesudahtahanan material :

................. (2)Dt = De-JIX mSv/jam

dengan :

Dt = Laju dosis (mSv/jam),D = Laju dosis tanpa tahanan (mSv/jam),

Jl = Koefisien ateunasi (em-I) danx = Tebal material (em).

B. Kekuatan mekanis

Untuk mendapatkan kualitas blokolahan dan shell 950 liter yang sesuaidengan harapan, perlu dilakukan uji kualitasyang terdiri dari uji laboratorium denganmenggunakan beberapa persamaan.

METODA

Dalam melakukan ujilaboratorium diperlukan euplikan darieampuran semen yang dicetak denganmenggunakan pot po/yeti/en yangberdiameter 5 em dan tinggi 5 em. Cuplikantersebut kemudian didiamkan selama 28

hari, setelah itu uji kualitas dilakukan. Untukmendapatkan nilai kualitas diperlukan

persamaan-persamaan untuk mendapatkan

................(I)ME m Sv/jamD = (;"72

201

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VIPusat Teknologi Limbah RadioakJifBATAN

Pusat Penelitian flmu Pengetahllan dan Teknologi-RISTEK

ISSN 1410-6086

nilai densitas dan kuat tekan, adapunpersamaan yang diperlukan antara lainadalah [2]:

1. Uji densitas

Cuplikan (benda uji) yang sudahberumur 28 hari bisa dicari densitasnyadengan menggunakan alat timbangdan dibantu dengan persamaan dibawah ini:

p = GN (g.cm·3) •..•.••.•.••.••.•.•.•.•. (3)

dengan :p = Densitas (g.cm·3)

G = berat benda uji (g)V = volume (cm'\

2. Ujikuat tekan

Cuplikan (benda uji) yang sudahberumur 28 hari bisa dicari kuat

tekannya dengan menggunakan alat ujitekan dan dibantu dengan persamaan :

(j = F/A (g.mm·2) •••.•••••••••••••••••••• (4)

dengan:(j = kuat tekan (g.mm'2)

F = gaya maksimum (g) danA = luas penampang benda uji (mm·2)

Bahan:

Shell beton 950 literLimbah radioaktif resin bekasBlok limbah olahan

Tata kerja

Perhitungan laju dosis dilakukandengan menggunakan persamaanmatematis (densitas, kuat tekan).Pengambilan sample uji mekanis shellbetan 950 liter menggunakan alatcordill .

Uji tekan dilakukan menggunakan alattekan.

Pengukuran dilakukan dalampenyimpanan sementara.

BASIL DAN PEMBAHASAN

Pada Tabel 1 diperlihatkan hasilperhitungan laju dosis pada permukaanmasing-masing shell beton 950 liter hasilsementasi limbah resin bekas. Perhitungandilakukan terhadap 28 buah shell yangtersimpan di Interime Storage. Dari hasilperhitungan, radionuklida yang palingdominan menyumbang energi gama adalahCo-60 dan Mn-56. Kemasan limbah yangpaling tinggi laju dosisnya adalah shell

202

nomor 22,23,24, 25, 26 dan 27 dengan lajudosis sebesar 3,76 x 10.3 mSv/jam.Sedangkan laju dosis terendah adalahsebesar 3,47 x 10.5 mSv/ jam diperoleh darishell nomor 3. Secara umum laju dosis yangdihasilkan masih dibawah batas maksimum

yang diizinkan. Hal tersebut dikarenakanaktivitas dari limbah radioaktif yang diolahmasih dibawah aktivitas maksimum yangdiizinkan, yaitu 1 Ci/m3•

Hasil perhitungan laju dosis padatiap-tiap sisi susunan kemasan limbah shell950 liter diperIihatkan pada Tabel 2. Shell950 liter hasil sementasi resin bekas ditata

dengan menempatkan shell dengan lajudosis tertinggi ditengah, yaitu shell nomor22,23,24,25,26 dan 27.

Dari perhitungan diperoleh lajudosis tertinggi pada titik D, yaitu sebesar7,004 x 10.3 mSv/jam dan terendah padatitik C yaitu sebesar 8,366 x 10.5 mSv/jam.Dari hasil perhitungan temyatapenambahan laju dosis dari shell yang lebihdalam susunannya tidak terlalu berpengaruh.Hal ini disebabkan oleh tahanan radiasi yangcukup tebal, yaitu diameter shell 950 literyang menghalangi. Laju dosis tertinggi darisusunan kemasan limbah ini masih dibawah

batas maksimum yang diizinkan untuklingkungan, yaitu 2,5 x 10.2 mSv jam.Tabel 3 memperlihatkan hasil uji kualitasblok limbah olahan dan shell 950 liter. Dari

data tersebut diperoeh berat kemasan limbahresin bekas hasil sementasi sebesar 6.400 kg.Dengan memperhatikan faktor keamanan 3,maka shell dapat disusun secara vertikalsetinggi 9 susunan .

KESIMPULAN

I. Laju dosis tertinggi pada permukaanshell 950 liter sebesar 3,76 x 10.3

mSv/jam.2. Laju dosis dari tiap sisi susunan

kemasan limbah radioaktif resin bekashasil sementasi masih di bawah batas

maksimum yang diizinkan, yaitu (2,704x 10-4, 8,366 X 10.5, 7,004 X 10-4 dan1,08 x 10.3) mSv/jam.

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VIPusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATANPusat Pene/itian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK

ISSN 1410-6086

SARAN

I. Perlu dilakukan penelitian lanjutandengan asumsi aktivitas limbah ideal,yaitu 1Ci/m3

2. Perlu dilakukan penelitian laju lindi darikemasan limbah.

3. Shell beton 950 liter dapat disusunsecara vertikal sebanyak 9 tingkat

c

Gambar 1. Formasi letak kemasan limbah

tampak atas

DAFT AR PUST AKA

1. IAEA,"Characterization of Radioactive

Waste Form and Pachages", TechnicalReport Series No. 383, IAEA, Vienna'1997.

2. W HAUSER,"Packaging of Low andMedium Level Waste", IAEA,International Training, Karlsruhe, 1989

3. BPLR-PTLR,"Laporan teknispengolahan limbah radioaktif', 1999

Gambar 2. Proses Pengambilan Sample

Gambar 3. Benda uji (Sample)

203

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VI

Pusat Teknologi Limbah RadioaktifBATANPusat Penelitian Ilmu Pengetahllan dan Teknologi-RISTEK

ISSN 1410-6086

Tabell. Laju Dosis Pada Permukaan Shell 950 liter Hasil Olahan Sementasi Limbah Resin Bekas[3]

Laju dosis padaNo. Radionuklida

Aktivitaspennukaan Shell

Shell.(Ci/m3)(mSv/jam)

1.

Co-60, Sr-85, Cs- 1373.77x lO'z2.76xlO'~2.

Mn-56, Te-123m, La-I 76m1Lu, Te-127m, Cs-1371.97xlO'J2.30 xlO"

3.

Mn-56, Te-123m, La-176m, Te-127m, Cs-137, Co-605.65xlO'"3.47 xlO'~

4.Mn-54, Te-123m, Te-127m, Cs-137, Co-6O1.02 xlO'J6.27 xlO"

5.

Mn-54, Te-123m, Te-127m, Cs-137, Co-6O1.02 x IO'J5.08 xlO'~

6.Te-123m, Te-127m, Cs-137, Co-60,Sr-893.54 xlO'J3.04 x 10'"

7.

Te-123m, Te-127m, Cs-137, Co-60, Sr-89 3.54 XlO'33.04 xlO'·

8.

Te-123m, Te-127m, Cs-137, Co-60, Sr-893.54 xlO'J3.04 x 10""

9.

Te-123m, Te-127m, Cs-137, Co-60, Sr-89 3.54 xlO'J3.04 xlO""

10.

Te-123m, Tc-127m, Cs-137, Co-60, Sr-893.54 xlO'J3.04 xlO""

II.

Tc-123m, Tc-127m, Cs-137, Co-60, Sr-893.54 X 10'33.04 xlO'"12.

Te-123m, Tc-127m, Cs-137, Co-60, Sr-893.15 xlO'32.70 xlO'"13.

Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.15 xlO'J5.50 x 10'"

14.Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.50 X 10'36.11 xlO'4

15.

Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.15 xlO'35.50 xlO""

16.

Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.55 xlO'J6.20 x I0-4

17.Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.53 xlO'J6.16 X 10-4

18.Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.71 xlO'36.48 x I0-4

19.

Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.47 xlO'J6.06 x 10'·

20.Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-564.01 xlO'37.00 xlO'4

21.

Co-60, Sr-89, Cs-137, Mn-563.60 xlO'J6.29 x 10'"

22.Mn-54, Co-60, 2n-653.50 x lO'l3.7 xlO'3

23.

Mn-54, Co-60, 2n-653.50 x IO'L3.76 xlO'J

24.

Mn-54, Co-60, 2n-653.50 x lO'z3.76 xlO'3

25.

Mn-54, Co-60, 2n-653.50 x lO'l3.76 X10'3

26.

Mn-54, Co-60, 2n-653.50 x lO'l3.76 X 10'3

27.

Mn-54, Co-60, 2n-653.50 x lO'l3.76 X 10'3

28.

Mn-54, Co-6O9.20 X 10'36.45 xlO-4

Tabel 2. Hasil perhitungan Laju Dosis Pada Tiap Sisi Susunan Kemasan Limbah Shell 950liter.

No. Titik Laju Dosis Laju Dosis Maksimum yang diizinkan(mSv/jam)

(mSv/jam)1.

A 2,704 X 10-4 2,52.

B 1,080 x 10'" 2,53.

C 8,366 x 10" 2,54.

D 7,004 X IO'J 2,5

204

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengolahan Limbah VIPusat Teknologi Limbah RadioakJif-BATAN

Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK

Tabel3. Hasil Pengujian Kualitas

ISSN 1410-6086

No.

1.

Blok Iirnbah Olahan

Densitas

( glern3)1,75

Shell 950 liter

Densitas Kuat tekan

( ern3) (k ern2)

2,35 40,3217

TANYAJAWAB

Jr. Nurokhirn, MT.

Pertanvaan

Mengapa pada jalur yang sarna rnernpunyai perbedaan paparan radiasi pada kedua sisi?

Jawab

Susunan Shell sangat berpengaruh terhadap paparan radiasi pada setiap sisi, karena aktivitaslirnbah setiap shell berbeda sehingga paparan radiasi kedua sisi tersebut juga berbeda.

205