KARAKTERISTIK PRODUK FISI SAAT TERJADI KECELAKAAN PARAH DAN EVALUASI SOURCE TERM

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK PRODUK FISI SAAT TERJADI KECELAKAAN PARAH DAN EVALUASI SOURCE TERM RINGKASAN Penelitian karakterisitk produk fisi pada saat terjadi kecelakaan parah pada reaktor air ringan, dan evaluasi jenis dan jumlah sumber (source term) dilakukan secara intensif di beberapa negara sejak terjadinya kecelakaan di PLTN Three Mile Island pada tahun 1979 (TMI-2). Di Jepang, JAERI melakukan pengujian menggunakan alat uji evaluasi sumber produk fisi dan analisis dengan menggunakan program komputer THALES. URAIAN Penelitian karakteristik emisi produk fisi dari pelet UO 2 yang berhubungan dengan keutuhan bahan bakar dan terbentuknya Iodium organik di dalam pengungkung, telah dilakukan sejak lama. Namun demikian, penelitian dalam skala besar dengan tujuan mengevaluasi sumber (source term) pada saat terjadi kecelakaan parah, baru dilakukan sejak terjadinya kecelakaan TMI-2. Untuk mengevaluasi source term pada saat terjadi kecelakaan parah, diperlukan informasi dalam skala luas mengenai emisi produk fisi dari bahan bakar yang rusak ke sistem pendingin reaktor, perpindahan di dalam pengukung, pengendapan dan lain-lain. Eksperimen emisi produk fisi dari bahan bakar yang rusak meliputi eksperimen efek terpisah dengan suhu bahan bakar dan suasana lingkungan dapat dikontrol dengan teliti dan eksperimen menyeluruh dalam skala besar dengan menggunakan reaktor nuklir. Eksperimen pada kelompok kedua adalah: eksperimen PBF-SFD (Amerika Serikat), eksperimen ACPR-ST (Amerika Serikat), eksperimen NRU-FLHT (Kanada), eksperimen PHEBUS- FP (Prancis) dan lain-lain. Sedangkan yang termasuk ke dalam kelompok pertama adalah eksperimen HI/VI yang dilakukan oleh ORNL. Contoh pengujian skala besar adalah alat eksperimen PBF-SFD, sedangkan contoh pengujian efek terpisah adalah alat pengujian VI pada ORNL dimana masing-masing secara diagram ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2. Kebanyakan penelitian tersebut merupakan penelitian bersama secara internasional di bawah pimpinan Amerika Serikat dengan nama CSARP-Plan. Dalam pengujian baik secara menyeluruh maupun terpisah terhadap karakteristik produk fisi, dapat diketahui halhal sebagai berikut: derajat emisi produk fisi yang bersifat volatil (Kr, Xe, I, Cs) dari bahan bakar, sangat bergantung pada suhu bahan bakar, sementara pengaruh lingkungan hampir tidak ada. Sedangkan untuk produk fisi yang bersifat volatil rendah (Sr, Mo, Ru, Te, Sb, Ba, Eu), diperoleh hasil sebagai berikut: 1. Selama kelongsong Zircalloy tidak teroksidasi, Te dan Sb akan terserap oleh kelongsong, tetapi jika kelongsong teroksidasi, maka produk fisi tersebut akan teremisi. 2. Mo dan Ru dalam kondisi/lingkungan uap air (kondisi oksidasi), akan berubah ke bentuk kimia yang lebih tinggi volatilitasnya. 3. Sr, Ba dan Eu dalam lingkungan hidrogen derajat volatilitasnya meningkat. 4. Emisi Ce dan Zr sangat minim. Selain itu, diantara iodin radioaktif yang teremisi dari bahan bakar, sedikitnya 95% akan bergabung dengan Cesium (Cs) dan berubah sebagai Csl yang mudah menjadi aerosol karena bersifat air, dan jika ada air, iodin akan hilang. Penelitian juga dilakukan terhadap terbentuknya iodin organik yang sulit dihilangkan. Dalam alur emisi produk fisi, bila terdapat air, sebagian besar iodin akan hilang, hal ini merupakan salah satu alasan emisi iodin pada kecelakaan TMI-2 sangat sedikit. Untuk menguji efek penghapusan iodin oleh air, dilakukan pengujian pool scrubing. Gambar 3 adalah skema alat untuk pengujian di JAERI. Hasil eksperimennya, menunjukkan bahwa sebagian besar iodin dihilangkan oleh air. Pada industri di Jepang, dengan menggunakan alat yang lebih besar, diperoleh hasil pengujian yang sama. Telah dilakukan analisis pada kecelakaan TMI-2 dan Chernobyl. Hasil analisis ini bermanfaat dalam rangka menguak karakteristik produk fisi. Tabel 1 merupakan hasil analisis mengapa emisi ke lingkungan pada TMI-2 sangat kecil. Hal ini disebabkan karena pengungkungnya utuh dan di sepanjang jalur emisi terdapat air. Tentang metode evaluasi sumber, MELCOR dan THALES-2 merupakan integrated analysis code yang mencakup model analisis karakteristik produk fisi. Namun, untuk menganalisis lebih detail perpindahan emisi produk fisi telah dikembangkan pula VICTORIA. Ensiklopedi Teknologi Nuklir Batan 1/5

2 Pengungkung Filter Bent yang merupakan salah satu konponen dalam manajemen kecelakaan (Accident Management) dipasang pada reaktor di salah satu negara Eropa. Selain itu, dilakukan eksperimen untuk menjelaskan efektivitas penghilangan aerosol pada filter bent. Penelitian juga dilakukan terhadap produk fisi yang bocor melewati bagian pengungkung yang rusak. TABEL DAN GAMBAR : Tabel 1. Jumlah produk fisi yang teremisi pada kecelakaan TMI-2 dan Chernobyl Ensiklopedi Teknologi Nuklir Batan 2/5

3 Gambar 1. Skema eksperimen PBF/SFD1-4 dan skema alur pengukuran produk fisi Ensiklopedi Teknologi Nuklir Batan 3/5

4 Gambar 2. Gambar alur alat eksperimen VI pada ORNL Ensiklopedi Teknologi Nuklir Batan 4/5

5 Gambar 3. Skema alat pool scrubing di JAERI dan hasil pengujiannya Ensiklopedi Teknologi Nuklir Batan 5/5