EVALUASI KINERJA SISTEM PEMANTAU AKTIVITAS GAMMA PENDINGIN PRIMER RSG-GAS

Transkripsi

1 EVALUASI KINERJA SISTEM PEMANTAU AKTIVITAS GAMMA PENDINGIN PRIMER RSG-GAS Tri Anggono, Nugraha Luhur, Unggul H., Y. Sumarno Pusat Reaktor Serba Guna Batan Serpong Kawasan Puspiptek Gd. 31 Setu Tangerang Selatan Abstrak EVALUASI KINERJA SISTEM PEMANTAU GAMMA PENDINGIN PRIMER RSG-GAS. Telah dilakukan evaluasi terhadap kinerja sistem pemantau aktivitas gamma air pendingin primer RSG-GAS. Sistem ini berfungsi untuk memantau aktivitas gamma pada air pendingin primer. Pengukuran dilakukan dengan cara mengalirkan cuplikan air pendingin sekunder dengan sebuah pompa dan dilewatkan dalam tabung bejana untuk diukur konsentrasi aktivitas gamma dalam satuan Ci/m3. Sistem telah beroperasi selama 23 tahun lebih dan telah mengalami beberapa gangguan dan perbaikan. Evaluasi dimaksudkan untuk dapat mengeliminasi gangguan yang ada dan meningkatkan pengelolaan ketersediaan suku cadang. Dari evaluasi yang dilakukan dapat diusulkan metode perawatan yang lebih baik (menguntungkan) untuk menjawab kekurangan yang ditemukan. Evaluasi dilakukan dengan mengumpulkan data-data yang tercatat dalam PPIK, diskusi dengan petugas perawat (data sekunder) dan menganalisa gangguan yang sering ada. Dari data-data gangguan yang tercatat, modul power suplai dan detektor menjadi prioritas utama untuk ketersediaan suku cadang agar kelangsungan operasi sistem lebih optimal. Sampai saat ini sistem pemantau aktivitas gamma pendingin primer masih beroperasi dan berfungsi dengan baik dan sewaktu-waktu dapat mengalami gangguan seiring dengan bertambahnya usia komponen. Kata kunci: aktivitas air, pendingin primer Abstract EVALUATION OF PRIMARY COOLANT MONITORING SYSTEM IN RSG-GAS. Evaluation of activity monitoring in the primary water cooling system in RSG-GAS has been done. The functions of this system is to monitoring the gamma activity in water primary coolant. System has been operated for more than 23 years and it has experienced some troubles and repairs. This evaluation is to eliminate the troubles and to increase the availability of spare parts. From the evaluation it is proposed that better maintenance programs may be initiated to answer the short coming. Evaluation is done by collecting data registered on PPIK, discussing with maintenance officer and analyzing frequency of troubles. From trouble data record, module power supply and detector are the priority for availiability of parts that continuity of operation of system more optimal.till now gamma activity monitoring of primary coolant system is in operation and well function and at any times can experience trouble along with increasing of component age. Key word: primary coolant, gamma activity PENDAHULUAN Reaktor Serba Guna GA. Siwabessy (RSG GAS) merupakan reaktor riset (penelitian) yang memanfaatkan fluks neutron dari reaksi fisi (pembelahan) sedangkan panas yang dibangkitkan dibuang ke lingkungan. Media pendingin yang dipergunakan menggunakan air ringan (H 2 O). Pembuangan panas ke lingkungan dilakukan secara dua tahap yaitu: melalui sistem pendingin primer dan sistem pendingin sekunder yang dilengkapi dengan menara air pendingin (cooling tower). Sistem pendingin primer berfungsi menyerap Tri Anggono, dkk 359 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA

2 panas dari teras reaktor kemudian menyerahkan ke sistem sekunder melalui alat penukar panas (heat exchanger). Antara air pendingin primer dengan air pendingin sekunder tidak kontak langsung melainkan menggunakan alat penukar panas jenis, shell and tube. Perlakuan tahapan pembuangan panas melalui sistem pendingin primer dan sekunder ini di lakukan karena adanya kandungan zat radioaktif dalam air pendingin primer. RSG-GAS merupakan tipe kolam terbuka yang terdiri dari dua kolam yaitu kolam reaktor berbentuk lingkaran dan kolam penyimpanan bahan bakar bekas berbentuk persegi ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1. Penampang Kolam Reaktor dan Kolam Penyimpanan Bahan Bakar Bekas Volume air pendingin primer total sebesar 330m 3, dengan rincian 220 m 3 volume kolam reaktor, 80 m 3 volume delay chamber dan 30 m3 volume pada sistem pemipaan. Air pendingin dalam kolam reaktor mempunyai kualitas tertentu sesuai dengan yang dispesifikasikan. Untuk menjaga dan mempertahankan kualitas air kolam reaktor maka diperlukan pemurnian (purifikasi) secara terus menerus. Dari pengoperasian reaktor dan kegiatankegiatan di dalam kolam reaktor, serta pengotoran akibat lingkungan, maka di dalam air pendingin primer terdapat sejumlah partikulat yang teraktivasi. Untuk menghilangkan senyawa hasil aktivasi dan kotoran mekanik air pendingin primer serta menjaga kualitas air pendingin primer pada tingkat yang diizinkan maka pada sistem pendingin primer dilengkapi dengan tiga sistem pemurnian yaitu sistem pemurnian air kolam yang berkode KBE 01, sistem pemurnian dan penyedia lapisan air hangat yang berkode KBE 02 dan sistem pemurnian air kolam penyimpan bahan bakar bekas yang berkode FAK 01. Fungsi utama dari sistem purifikasi air kolam reaktor adalah untuk menyaring air kolam reaktor dari pengotoran akibat lingkungan dan produk aktivasi. Pada masing-masing sistem pemurnian air pendingin primer terdapat sistem pemantauan tingkat radioaktivitas air pendingin primer dengan satuan Ci/m 3. Penunjukkan tingkat radioaktivitas air pendingin primer merupakan salah satu parameter kondisi filter penukar ion (resin) pada sistem pemurnian air pendingin primer. Apabila besarnya tingkat radioaktivitas mencapai harga yang ditentukan, maka filter resin perlu dilakukan regenerasi atau diganti dengan resin yang baru. Sistem pemantau tingkat aktivitas air pendingin primer yang ada di RSG-GAS telah berumur selama 23 tahun seiring dengan usia reaktor dan beropersai terus menerus tanpa pernah dimatikan sehingga perlu dilakukan evaluasi terhadap kinerja sistem dan hasil pengukuran. Evaluasi dimaksudkan untuk dapat mengeliminasi gangguan yang ada dan mempertahankan stabiltas pengukuran. Dari evaluasi yang dilakukan dapat pula diusulkan metode perawatan yang lebih baik (menguntungkan) untuk menjawab kekurangan yang ditemukan serta peningkatkan pengelolaan ketersediaan suku cadang sehingga sistem dapat beroperasi secara optimal. DISKRIPSI SISTEM Pemantauan tingkat aktivitas gamma pada air pendingin primer RSG-GAS dilakukan dengan cara mengambil cuplikan air pendingin melalui pipa yang dialirkan dan disirkulasi ke sebuah bejana (vesseltube) yang didalamnya terpasang sebuah detektor. Tabung dan detektor ini terkungkung dalam perisai (shielding) Pb yang berfungsi untuk melindungi paparan radiasi dari luar. Gambar diagram sistem pendingin primer, sistem pemurnian air dan sistem pemantau tingkat aktivitas gamma ditunjukkan pada Gambar 2 dibawah ini. Gambar 2. Blok diagram sistem pendingin primer RSG-GAS STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA 360 Tri Anggono, dkk

3 Sistem Pendingin Primer Sistem pendingin primer RSG-GAS adalah: seluruh sistem yang berfungsi sebagai penyerap dan pembuang panas (kalor) dari kolam reaktor atau kolam penyimpan elemen bahan bakar bekas ke lingkungan. Media pendingin yang dipergunakan menggunkan air ringan (H 2 O). Air pendingin primer berfungsi untuk memindahkan panas yang timbul di teras reaktor, sebagai moderator dan sebagai perisai radiasi ke arah aksial. Sebagai medium pembawa panas pada sistem pendingin primer digunakan air bebas mineral yang berasal dari sistem produksi air bebas mineral yang diberi kode GCA 01 dengan kualitas tertentu. Komponen sistem pendingin primer terdiri dari pompa-pompa primer dan alat penukar panas yang terletak di dalam ruang primer gedung reaktor. Komponen-komponen tersebut dihubungkan dengan kolam dan teras reaktor menggunakan pipa sehingga membentuk rangkaian tertutup. Aliran pendingin primer tidak diubah-ubah, dan selama sistem beroperasi normal dua pompa primer dioperasikan. Aliran pendingin dari header utama diarahkan ke dua cabang/jalur pendingin yang paralel, setiap cabang/jalur terdiri dari satu pompa primer dan satu penukar panas (tiga buah pompa primer yang diberi kode JE-01 AP-01, JE-01 AP-02, dan dua buah penukar panas yang diberi kode JE-01 BC-01, JE-01 BC-02). Setiap cabang/jalur pendingin didesain untuk mengambil panas 50% dari panas yang dibangkitkan di dalam sistem primer. Laju alir tiap pompa primer 1570 m 3 /jam dan kemampuan pemindahan panas tiap penukar panas kw. Selain itu, pompa ketiga yang terhubung dengan katup-katup berfungsi sebagai pompa cadangan, dan operasinya bisa diarahkan ke salah satu penukar panas. Masing-masing dari ketiga pompa dapat berfungsi sebagai cadangan. Untuk mencegah ketiga pompa beroperasi bersamaan, diberlakukan sistem saling kunci pada katup-katup sebelum pompa, pemutus arus (circuit-breaker) pompa cadangan dikunci pada posisi terbuka. Air pendingin primer mengalir melewati saluran sel penukar panas, sebelum kembali ke kolam reaktor, outlet kedua penukar panas digabung melewati satu pipa aliran balik (return line) Pipa ini melewati ruang katup kemudian menembus dinding kolam reaktor dan berakhir pada distributor cincin yang berada di dasar kolam dimana air primer yang telah dingin dipancarkan ke luar. Setelah dipancarkan, air diisap ke dalam teras reaktor melalui bagian atas teras. Indikator suhu (diberi kode JE-01 CT001, jangkau ukur 0 60 C) terletak pada pipa isap utama sebelum pompa. Termokopel resistansi tersedia pada sisi inlet dan outlet tiap penukar panas dan suhu ditampilkan di RKU. Dari pengoperasian reaktor dan kegiatankegiatan di dalam kolam reaktor, maka di dalam air pendingin primer terdapat sejumlah partikulat yang teraktivasi. Untuk menghilangkan senyawa hasil aktivasi dan kotoran mekanik air pendingin primer dan menjaga kualitas air pendingin primer pada tingkat yang diizinkan maka pada sistem pendingin primer dilengkapi dengan tiga sistem pemurnian yaitu: 1. Sistem pemurnian air kolam (KBE 01) 2. Sistem pemurnian dan penyedia lapisan air hangat (KBE 02) 3. Sistem pemurnian air kolam penyimpan bahan bakar bekas (FAK 01) Sistem pemurnian air berfungsi untuk mengambil ion-ion hasil aktivasi terlarut dan kotoran dalam air pendingin serta menjaga kualitas air pendingin pada tingkat yang ditentukan. Sistem pemurnian air terdiri dari filter penukar ion dan filter mekanik. Filter penukar ion berisi campuran resin penukar anion dan kation yang berkualitas nuklir. Filter mekanik berfungsi sebagai resin trap yang berfungsi untuk menangkap resin-resin dan kotoran mekanik halus yang terlepas dari filter penukar ion. Apabila tingkat radioaktivitas melebihi batas yang ditentukan, maka filter penukar ion (resin) harus diganti dengan resin yang baru dan tidak dilakukan regenerasi. Air pendingin primer secara terus menerus dilewatkan pada sistem pemurnian air dan dilakukan pemantauan tingkat radioaktivitas. Pemantauan tingkat radioaktivitas diperlukan untuk mengetahui seberapa banyak partikulat aktif dalam air pendingin primer. SISTEM PEMANTAU TINGKAT AKTIVITAS GAMMA PADA AIR PENDINGIN PRIMER RSG-GAS Secara garis besar sistem pemantau tingkat aktivitas air pendingin primer RSG-GAS dapat ditunjukkan pada Gambar 3 di bawah ini: Gambar 3. Blok diagram sistem pemantau aktivitas gamma air pendingin primer Tri Anggono, dkk 361 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA

4 Sistem pemantau aktivitas gamma air pendingin primer terdiri dari dua bagian pokok yaitu: 1. Sistem kanal pengukuran 2. Sistem cuplikan aliran air pendingin primer Sistem kanal pengukuran tersusun dari: a. modul suplai tegangan tinggi detektor (berkode TKKH 33) b. modul suplai tegangan rendah + 15 V dan 15 V (berkode ) c. modul pengatur alarm (berkode TKKG 35.15) d. modul pengubah tegangan ke arus (berkode TKKT 31.14) e. indikator penunjuk analog dalam skala logaritimic (berkode TKKA 04) f. modul swiching (berkode TKKS 16, TKKS 19, TKKS 20) g. modul diskriminator (berkode TKKZ 33.21) h. modul relai (berkode TKKL 34.11) Sistem cuplikan aliran air pendingin tursusun dari: a. Detektor SG 62 dan SG 65 b. Katup-katup dan pipa-pipa sirkulasi c. Bejana sampel (Vessel) Sistem ini mengukur konsentrasi aktivitas gamma air pendingin primer secara terus menerus selama 24 jam sehari dalam satuan pengukuran Ci/m 3. Penunjukkan besarnya tingkat aktivitas gamma dalam air pendingin primer dapat dibaca di beberapa lokasi yaitu: di ruang kios pengukuran (ruang modul), di Ruang Kendali Utama (RKU) dan di Ruang Kendali Darurat (RKD). Untuk mengukur besarnya tingkat radioaktivitas air pendingin primer RSG-GAS terdapat 4 buah sistem pemantau yaitu: 1. Sistem pemantau aktivitas gamma air yang diberi kode KBE01. aktivitas gamma air pendingin primer pada sistem pemurnian air KBE01 setelah melewati filter resin. 2. Sistem pemantau aktivitas gamma air yang diberi kode. aktivitas gamma air pendingin primer pada sistem pemurnian dan penyedia lapisan air hangat sebelum melewati filter resin. 3. Sistem pemantau aktivitas gamma air yang diberi kode CR002. aktivitas gamma air pendingin primer pada sistem pemurnian dan penyedia lapisan air hangat setelah melewati filter resin. 4. Sistem pemantau aktivitas gamma air yang diberi kode FAK01. aktivitas gamma air pendingin primer pada kolam penyimpan bahan bakar bekas yaitu pada sistem pemurnian air FAK01 sebelum melewati filter resin. METODE 1. Pengukuran aktivitas gamma pada air pendingin primer dilakukan dengan cara mengambil cuplikan air melalui pipa yang dialirkan oleh sebuah pompa sirkulasi ke sebuah bejana (vessel-tube) yang didalamnya terpasang sebuah detektor. Tabung dan detektor ini terkungkung dalam perisai (shielding) Pb yang berfungsi untuk melindungi paparan radiasi dari luar 2. Mengumpulkan data-data gangguan yang tercatat dalam dokumen PPIK 3. Melakukan evaluasi dan kajian terhadap gangguan-gangguan yang ada 4. Melakukan diskusi dengan petugas perawatan untuk memperoleh data dukung (data sekunder) berkenaan dengan tindakan perawatan dan perbaikan 5. Menghitung jumlah komponen pengganti HASIL DAN PEMBAHASAN Selama sistem beroperasi 23 tahun telah terjadi beberapa kali gangguan. Dari data-data yang tercatat dalam dokumen Permohonan Perbaikan dan Ijin Kerja (PPIK) dapat diperoleh informasi jenis-jenis gangguan, tindakan penanganan gangguan, komponen yang dipergunakan (diganti) dan tanggal kejadian gangguan. Sampai dengan bulan Agustus 2010 yang tercatat dalam dokumen PPIK gangguangangguan yang terjadi dapat dilihat pada Tabel 1. Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa untuk sistem mengalami gangguan sebanyak 2 kali, mengalami gangguan sebanyak 2 kali, CR002 mengalami gangguan sebanyak 3 kali dan FAK01 mengalami gangguan sebanyak 1 kali. Berdasarkan uraian tindakan perbaikan atau perawatan yang berkenaan dengan kerusakan detektor telah dilakukan penggantian detektor scintilasi tipe SG 62 sebanyak 2 kali. Dari data ini masih dapat dikatakan sistem masih cukup handal beroperasi normal karena penggantian detektor terjadi pada 20 tahun yang lalu dan selama 20 tahun terakhir belum pernah lagi melakukan penggantian detektor. Hal ini di dukung pula dengan hasil diskusi dengan petugas perawat bahwa kerusakan detektor terjadi pada bagian komponen elektronik pre-amplifier atau photomultiplier (PMT) yang hal tersebut dapat dilakukan perbaikan. STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA 362 Tri Anggono, dkk

5 Pada bagian kanal pengukuran modul power suplai menjadi perhatian lebih dibandingkan dengan modul yang lain karena dari data gangguan yang ada modul power suplai TKKN ini paling sering mengalami gangguan. Hal ini ditunjukkan dari data perbaikan modul power supali ( 15 Volt dan + 15 Volt), karena sistem pengukuran radiasi di RSG-GAS di rancang dengan sistem modular sehingga modul power supali juga dipergunakan untuk sistem yang lain. Dari data perbaikan, telah dilakukan perbaikan modul sebanyak 9 kali dalam kurun waktu 10 tahun terakhir. Berdasarkan informasi tersebut diatas maka pada modul ini perlu mendapat perhatian lebih dibandingkan dengan modul yang lain karena dari data gangguan yang ada modul power suplai ini paling sering mengalami gangguan. Selain hal tersebut dari data ketersediaan suku cadang modul hanya terdapat satu buah yang tidak dipergunakan dan merupakan modul cadangan (juga hasil perbaikan). Apabila suatu saat terjadi kerusakan pada modul power suplai secara bersamaan 2 sistem atau lebih maka salah satu sistem tidak dapat beroperasi sampai perbaikan modul selesai diperbaiki. Kerusakan pada modul ini tentu saja karena pengaruh usia (penuaan) operasi dimana nilai komponen-komponen elektroniknya telah mengalami pergeseran dari nilai yang sebenarnya. Dari data-data gangguan yang pernah terjadi dan Tabel 1. Data-data gangguan pada sistem pemantau aktivitas gamma air pendingin primer No No PPIK Tanggal Sistem Jenis Gangguan Tindakan Perawatan/Perbaikan Penggunaan Suku cadang Power Suplai dihidupkan, sistem normal kembali CR002 Power Suplai dihidupkan, sistem normal kembali KBE01 Fault. Indikator di Ruang Kendali Utama tidak menunjuk, walaupun sudah di uji dengan sumber radiasi Fault. Indikator di Ruang Kendali Utama tidak menunjuk Penggantian detektor Penggantian detektor Detektor SG 62 Detektor SG CR002 Fault. Indikator di Ruang Kendali Utama tidak menunjuk Tidak ada keterangan perbaikan CR002 Penggantian modul power suplai Mudul FAK01 Power suplai dihidupkan, sistem normal kembali KBE01 Jarum indikator di Ruang Kendali Utama osilasi Penggantian modul power suplai Mudul telah beroperasinya sistem selama 23 tahun maka ada beberapa hal yang harus menjadi perhatian dan perlunya program untuk masa datang untuk kelangsungan operasi sistem. Pada kanal pengukuran program pengadaan suku cadang detektor perlu direncanakan lebih dini dan menjadi prioritas mengingat harga detektor yang mahal. Tidak tersedianya modul-modul suku cadang (tidak dijual dipasaran) diperlukan juga suatu wacana untuk masa yang akan datang untuk pengembangan pembuatan modul. Meskipun modul dapat dipesan maka harganya sangat mahal karena merupakan pesanan khusus. Wacana refungsionalisi sistem mengingat bahwa sistem diproduksi tahun Sehingga program refungsionalisasi diperlukan dengan memulai pemilihan spesifikasi yang mempunyai fungsi yang sama dan mensurvei perusahaan-perusahaan yang menyediakan produk yang setipe. Setiap kali sistem mengalami gangguan dan dilakukan penanganan/perbaikan sistem selalu dilakukan uji fungsi yang mengacu pada petunjuk perawatan dan perbaikan (Maintanance and Repair Manual, MRM). Dari data-data gangguan yang ada maka untuk kelancaran dan peningkatkan penanganan gangguan agar lebih optimal, maka pada saat penanganan gangguan petugas perawatan dan perbaikan agar selalu mencantumkan jumlah, jenis dan tipe penggantian atau perbaikan suku cadang, sehingga dapat dilakukan prediksi perhitungan kebutuhan suku cadang setiap tahunnya. Komunikasi dan kerja Tri Anggono, dkk 363 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA

6 sama yang baik anatara opertor sistem dalam hal ini petugas proteksi radiasi, petugas perawatan, operator reaktor, dan pihak manajemen PRSG perlu ditingkatkan, sehingga ketersediaan suku cadang dapat terkelola dengan baik. KESIMPULAN Dari Uraian diatas maka dapat diambil kesimpulan bahwa: 1. Sistem pemantau aktivitas air pendingin primer RSG-GAS masih berfungsi dengan baik dan dapat beroperasi sebagaimana mestinya. 2. Program perencanaan suku cadang yang harganya mahal seperti detektor harus direncanakan lebih dini karena sewaktu-waktu sistem dapat mengalami gangguan seiring dengan bertambahnya usia komponen. SARAN Wacana refungsionalisi sistem secara menyeluruh mengingat bahwa sistem diproduksi tahun Sehingga program refungsionalisasi diperlukan dengan memulai pemilihan spesifikasi yang mempunyai fungsi yang sama dan mensurvei perusahaan-perusahaan yang menyediakan produk yang setipe. DAFTAR PUSTAKA 1. ANIMOUS, Dokumen Permintaan Perbaikan dan Ijin Kerja (PPIK) RSG-GAS 2. ANIMOUS, Dokumen hasil perawatan sistem proteksi radiasi RSG-GAS 3. ANIMOUS, Dokumen Pencatatan Indikator Sistem Proteksi Radiasi RSG-GAS 4. ANONIMOUS, INTERATOM GMBH, Component Specification Radiation Protection Sistem 5. ANONIMOUS, RADIATION PROTECTION AND ACTIVITY MEASUREMENT Volume 3 6. ANONIMOUS, MAINTANANCE AND REPAIR MANUAL Volume 3 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA 364 Tri Anggono, dkk