Hasi/ Penelilian dan Kegiatan PTLR Ta/llm 2006
KAJIAN KESELAMATAN PENYIMPANAN LlMBAH THORIUMDARI PABRIK KAOS LAMPU
Untara
Pusat Teknologi Limbah Radiokatif, BAT AN
ISSN 0852 - 2979
ABSTRAKKAJIAN KESELAMATAN PENYIMPANAN LlMBAH THORIUM DARI
PRODUKSI KAOS LAMPU. Telah dilakukan kajian terhadap keselamatanpenyimpanan limbah hasil olahan yang mengandung radionuklida thorium.Kajian inibertujuan untuk menngetahui pengaruh radiasi terhadap bahan wadah limbahsebagai penahan radiasi. Limbah thorium berbentuk lumpur dengan kandungan airtinggi. Pengolahan limbah thorium di instalasi pengolahan limbah radioaktif Serpongdigunakan drum polietilene, lapisan beton dan drum stainless steel serta arang aktifsebagai bahan penyerap gas thoron. Penelusuran pustaka diperoleh bahwa bahanplastik jenis polietilen kerapatan tinggi akan mengalami penurunan kualitas jikamenerima dosis radiasi lebih dari 106 Sievert. Degradasi wadah dapatmenyebabkan retakan sehingga terjadi perembesan limbah radioaktif fase cair pad alapisan beton dan permukaan dalam drum stainless steel. Reaksi antara cairanlimbah dan permukaan drum mengakibatkan korosi sehingga terjadi kerusakan fisikpada drum stainless steel.
ABSTRACT
SAFETY ASSESSMENT OF THORIUM WASTE STORAGE FROMLANTERN MANTLE PRODUCTION. Safety assessment of conditioned wastestorage containing of thorium radionucliede has been done. The objective of thisassessment 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 polyethylenedrum, concrete layer and stainless steel drum and also used an active charcoal asabsorber of thoron gases. Study of references sold that material of plastics with highdensity of polyethylene (HOPE) type will get a degradation in quality when receiveda radiation dose of more than 106 Sievert. Degradation of container will cause acracking of polyethylene drum, occuring infiltration of liquid radioactive waste toconcrete layer and inner surface of stainless steel drum. Reaction of liquid wasteand surface container could cause a corrosion of stainless steel and make physicaldamage 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 sinar
y. 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 atau mempunyai kemampuan merusak terhadap wadah
limbah,
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 wadahlimbah 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