Hasi/ Penelilian dan Kegiatan PTLR Ta/llm 2006 ISSN 0852-2979 KAJIAN KESELAMATAN PENYIMPANAN LlMBAH THORIUM DARI PABRIK KAOS LAMPU Untara Pusat Teknologi Limbah Radiokatif, BAT AN ABSTRAK KAJIAN KESELAMATAN PENYIMPANAN LlMBAH THORIUM DARI PRODUKSI KAOS LAMPU. Telah dilakukan kajian terhadap keselamatan penyimpanan limbah hasil olahan yang mengandung radionuklida thorium.kajian ini bertujuan untuk menngetahui pengaruh radiasi terhadap bahan wadah limbah sebagai penahan radiasi. Limbah thorium berbentuk lumpur dengan kandungan air tinggi. Pengolahan limbah thorium di instalasi pengolahan limbah radioaktif Serpong digunakan drum polietilene, lapisan beton dan drum stainless steel serta arang aktif sebagai bahan penyerap gas thoron. Penelusuran pustaka diperoleh bahwa bahan plastik jenis polietilen kerapatan tinggi akan mengalami penurunan kualitas jika menerima dosis radiasi lebih dari 106 Sievert. Degradasi wadah dapat menyebabkan retakan sehingga terjadi perembesan limbah radioaktif fase cair pad a lapisan beton dan permukaan dalam drum stainless steel. Reaksi antara cairan limbah dan permukaan drum mengakibatkan korosi sehingga terjadi kerusakan fisik pada drum stainless steel. ABSTRACT SAFETY ASSESSMENT OF THORIUM WASTE STORAGE FROM LANTERN MANTLE PRODUCTION. Safety assessment of conditioned waste storage containing of thorium radionucliede has been done. The objective of this assessment is to determine the radiation effect to the waste container material as radiation shielding. The form of thorium waste is sludge with high water contain. Thorium waste was processed in radioactive waste instalation using polyethylene drum, concrete layer and stainless steel drum and also used an active charcoal as absorber of thoron gases. Study of references sold that material of plastics with high density of polyethylene (HOPE) type will get a degradation in quality when received a radiation dose of more than 106 Sievert. Degradation of container will cause a cracking of polyethylene drum, occuring infiltration of liquid radioactive waste to concrete layer and inner surface of stainless steel drum. Reaction of liquid waste and surface container could cause a corrosion of stainless steel and make physical damage of stainless steel drum. PENDAHULUAN Thorium mempunyai sifat khusus yaitu jika dibakar pada suhu tingi akan memancarkan warna putih yang cerah. Dengan sifat ini banyak negara menggunakan thorium sebagai bahan pelapis (coatting) dalam pembuatan kaos lampu termasuk di Indonesia. Dampak dari pemakaian thorium di industri kaos lampu adalah limbah yang dihasilkan merupakan larutan thorium yang bersifat radioaktif. Pada saat ini di instalasi penyimpanan sementara limbah radioaktif disimpan ± 200 drum limbah thorium dari pabrik kaos lampu dengan volume 200 liter per drum. 155
Hasi/ Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahlll12006 ISSN 0852-2979 Thorium yang digunakan dalam praduksi kaos lampu mengandung 228Th dengan umur para (T1I2) ± 1.900 tahun. Oalam prases peluruhannya untuk mencapai unsur yang stabil thorium akan memancarkan radiasi partikel-a. dan sinary. Pengolahan limbah thorium di IPLR dilakukan dengan cara conditioning menggunakan drum plastik (polyethilene) volume 120 liter kemudian dimasukkan ke dalam drum baja tahan karat volume 200 liter [1]. Rongga diantara drum 120 liter dan 200 liter ditambahkan lapisan beton (campuran pasir. semen dan koral) dan di bagian atas dilapisi arang aktif kemudian disimpan di tempat penyimpanan sementara. Jangka waktu penyimpanan limbah tergantung pada aktivitas awal dan waktu para bahan radioaktif. Berdasarkan data waktu para 228Th± 1.900 tahun, maka diperkirakan selama penyimpanan akan terjadi kerusakan wadah sehingga akan mengakibatkan terlepasnya radionuklida 228Th dan anak luruhnya ke lingkungan tempat penyimpanan. Terlepasnya zat radioaktif ini dapat menimbulkan bahaya radiasi terhadap pekerja dan masyarakat disekitar fasilitas penyimpanan. Untuk mencegah terjadinya bahaya radiasi tersebut maka perlu dilakukan penggantian kemasan/wadah (re-packaging) limbah tepat waktu. Oalam kajian ini akan dibahas kriteria wadah untuk penyimpanan limbah. pengaruh kondisi limbah dan lingkungan penyimpanan. strategi penyimpanan untuk limbah aktivitas rendah/sedang yang mengandung radionuklida umur panjang dengan konsentrasi rendah dan tahapan dalam melakukan penanganan terhadap wadah limbah yang rusak. METODOLOGI Kajian ini merupakan hasil penelusuran pustaka dari beberapa penelitian dan kajian yang selama ini telah dilakukan dalam bidang spesifikasi wadah limbah untuk penyimpanan sementara (interim dan longterm storage) dan prakiraan terjadinya degradasi wadah selama penyimpanan. HASIL DAN BAHASAN Salah satu tahap/periode dalam pengelolaan limbah adalah penyimpanan limbah hasil olahan (conditioned waste). Limbah radioaktif dari pabrik kaos lampu mengandung thorium dengan bentuk fisik seperti lumpur (sludge) yang dikemas dalam drum polietilen. Sistem ini dilengkapi dengan arang atif sebagai internal barrier untuk menyerap gas thoron yang dihasilkan selama penyimpanan. Pada 156
Hasil Penelilian dan Kegialan PTLR Tahrtn 2006 ISSN 0852-2979 bagian luar digunakan drum stainless steel yang diharapkan mampu melindungi drum polietilen pada saat pemindahan dan penyimpanan. Masalah utama yang dihadapi dalam penyimpanan limbah dengan umur paro panjang adalah terjadinya penurunan kemampuan wadah dalam mengungkung atau mengikat limbah. Penurunan (degradasi) wadah dalam mengungkung zat radioaktif dapat mengakibatka terlepasnya zat radioaktif tersebut ke lingkungan. Terkait dengan hal tersebut maka dalam penyimpanan sangat diperlukan kualitas bahan wadah limbah yang mampu mencegah atau mengurangi terjadinya degradasi sifat-sifat bahan tersebut. Penyimpanan Sementara Limbah Penyimpanan limbah radioaktif merupakan tahapan pengelolaan limbah yang dipengaruhi oleh bermacam faktor, misalnya ekonomi, teknologi yang tersedia dan kebijakan suatu negara. IAEA merekomendasikan bahwa penyimpanan sementara merupakan penyimpanan jangka pendek (temporary) sebelum dikirim ke fasilitas penyimpanan akhir (eventual dispossal). Pada saat ini beberapa negara menerapkan penyimpanan jangka panjang (long term storage) untuk limbah radioaktif aktivitas rendah dengan umur paro panjang. Penerapan sistem penyimpanan jangka panjang berdampak pada spesifikasi wadah limbah yang digunakan selama penyimpanan harus lebih kuat (robust). Degradasi Wadah Limbah Oalam konsep penanganan limbah hasil olahan, wadah limbah/kemasan akan mengalami tahap penyimpanan sementara (interim storage) dalam suatu ruangan dekat tempat pengolahan selama ± 150 tahun, tahap pemindahan dan proses pemuatan pada fasilitas penyimpanan akhir diperkirakan selama 50 tahun, dan tahap penyimpanan akhir. Selama tahap penyimpanan ini ada kemungkinan terjadinya degradasi wadah limbah yang diakibatkan oleh : 1. perubahan dimensi, proses ini dapat terjadi karena adanya penyusutan matriks pengisi karena terjadinya reaksi antara limbah dan matriks. 2. proses korosi baik yang diakibatkan oleh faktor lingkungan (temperatur, kelembaban ruangan) atau karena kondisi limbah sebelum pengolahan, 3. aktivitas mikroba atau reaksi kimia, ada beberapa jenis mikroba tertentu yang berpotensi limbah, atau mempunyai kemampuan merusak terhadap wadah 157
Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852-2979 4. irradiasi yang diakibatkan oleh aktivitas limbah dalam wadah maupun dari limbah disekitarnya, sebagai contoh untuk wadah poliethilen akan mengalami pelapukan secara perlahan jika menerima dosis radiasi diatas 106 Sivert [2 ]. 5. adanya panas yang ditimbulkan dalam penyimpanan limbah, hal ini terjadi untuk jenis limbah tertentu misal bahan bakar bekas. Gambar 1. Degradasi wadah limbah selama penyimpanan Gambar 2. Kemasan ulang dalam keranjang baja Gambar 3. Kemasan ulang dalam drum ukuran lebih besar 158
HasH Pelle/iliall dall Kegialall PTLR Tahl/ll 2006 ISSN 0852-2979 Pengelolaan limbah terdegradasi Pengelolaan limbah radioaktif terdegradasi mempunyai dua tujuan utam yakni, pertama secara administrasi untuk mencegah terjadinya dokumen ganda pada saat penyimpanan. Kedua secara teknis untuk mendapatkan kondisi wadah limbah yang mampu menahan paparan radiasi dan terlepasnya zat radioaktif serta menahan benturan fisik selama pemindahan dan penyimpanan. Tahapan dalam pengelolaan limbah terdegradasi mencakup : 1. perencanaan pekerjaan, 2. pernyiapan dan pendataan limbah terdegradasi, 3. kondisioning dalam wadah baru, 4. pengukuran dosis eksternal, kontaminasi permukaan, aktivitas radionuklida, 5. pemasangan label dan plakat, 6. pencatatan sesuai dengan sistem jaminan mutu, 7. pemindahan ke tempat penyimpanan. Limbah thorium dari pabrik kaos lampu yang disimpan di IPLR berbentuk lumpur dengan kandungan air tinggi sehingga jika terjadi retakan pada drum polietilen akan mengakibatkan aliran limbah fase cair ke permukaan dalam drum stainless steel. Aliran limbah fase cair ini akan melewati lapisan beton sebagai bahan pengisi rongga antara drum polietilen dan drum stainless steel. Untuk melengkapi kajian ini perlu dilakukan penelitian lanjutan terhadap laju alir limbah pada lapisan beton dan laju korosi pada drum stainless steel. Data-data tersebut dapat digunakan untuk memperkirakan kapan penggantian wadah harus dilakukan tepat waktu sebelum terjadi kerusakan wadah. KESIMPULAN 1. Dari aspek teknis kondisioning limbah thorium yang dilakukan di IPLR telah sesuai kriteria yakni adanya penahan radiasi dan mekanik serta bahan penyerap untuk gas yang mungkin dihasilkan selama penyimpanan. 2. Ketahanan bahan penahan radiasi dan mekanik jenis polietilen dengan densitas tinggi (high density poliethylene/hdpe) akan mengalami degradasi jika menerima dosis lebih besar dari 106 sievert. 3. Sistem ventilasi di tempat penyimpanan perlu dievaluasi untuk mencegah terjadinya penumpukan (deposisi) lapisan garam pada permukaan wadah limbah thorium. 159
Hasi/ Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852-2979 DAFT AR PUST AKA 1. Development of Specifications for Radioactive Waste Packages, TECDOC 1515, INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, 2006. 2. Conditioning of Degradated Packages with Radioactive Waste, Gheorghe C. Dogaru, 2002. 3. Mixed Waste Chemical Compatibility with Packaging Component, Paul J. Nigrey, Michael Conroy and Larry B. Blalock 1994. 4. Pengukuran Lepasan Gas Thoron pada Hasil Kondisioning Limbah Thorium, Aisyah, Untara, Sagino dan Mardini, 2002. 160