Hasi/ Pellelitiall dall Kegiatall PTLR Tahllll 2006 ISSN 0852 - 2979

SELEKSI RADIONUKLIDA DALAM LlMBAH NON REAKTOR DAY AUNTUK PENGKAJIAN KESELAMA TANPENYIMPANAN LlMBAH RADIOAKTIF

Dewi Susilowati, Heru SriwahyuniPusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN

ABSTRAKSELEKSI RADIONUKLIDA DALAM LlMBAH NON REAKTOR DAY A UNTUK

PENGKAJIAN KESELAMATAN PENYIMPANAN LlMBAH RADIOAKTIF. Seleksiradionuklida dilakukan dengan tujuan memperoleh data berbagai radionuklida yangterkungkung didalam paket limbah radioaktif yang selanjutnya dapat digunakan sebagaidata dukung pengkajian keselamatan penyimpanan limbah radioaktif. Metoda seleksidengan cara pengumpulan data teknis, pustaka. Dari komparasi dan analisis dataterseleksi 24 radionuklida dengan umur paruh antara 2,5785 jam (Mn56) sampai 1,3 1013

th (Te123) dan setiap radionuklida dapat memancarkan ; a , 13, y, EC dan beberapabersifat sangat beracun.Untuk keperluan pengkajian keselamatan selama dalampenyimpanan, kelengkapan data teknis limbah perlu disempurnakan, karena kebanyakanradionuklida yang terseleksi mempunyai waktu paruh yang amat panjang.

ABSTRACTRADIONUCLIDES SELECTION IN THE NON POWER REACTOR FOR

SAFETY ASSESSMENT RADIOACTIVE WASTE DISPOSAL. Radionuclides selection isperformed by the purpose to gain informations and data about varieties of radionuclidesthat entrapped within radioactive waste disposal packages, which can be used forsupporting datas of safety assessment radioactive waste disposal. Selection method isapplicated by collecting of technical data, composing informations from literatures, andcomparating and analysing selected data from 24 radionuclides with half life between2.5785 hours (Mn56) to 1.3 x 1013 years (Te123). Each radionuclides can emites a, 13, y orEC ray, and some are very toxic and hazardous. For the purpose of safety assessment,completeness of waste technical data have to be performed dueto the most selectedradionuclides have very long half life.

PENDAHULUAN

Pengkajian keselamatan adalah suatu prosedur iteratif untuk

mengevaluasi unjuk kerja sistem disposal dan potensi dampaknya terhadap

kesehatan manusia dan Iingkungan[1]. Tujuan pengkajian keselamatan adalah

untuk memberikan jaminan yang beralasan ilmiah bahwa sistem disposal akan

memberikan tingkat keselamatan yang cukup memadai dan memenuhi

persyaratan dalam melindungi kesehatan manusia dan Iingkungan[2]. Badan

tenaga nuklir internasional menyebutkan bahwa suatu pengkajian keselamatan

meliputi[2] :

~ Estimasi unjuk kerja sistem terhadap semua situasi terpilih yang secara

potensial berdampak terhadap kesehatan manusia dan lingkungan

~ Evaluasi derajat keyakinan terhadap unjuk kerja yang diestimasikan

~ Pengkajian secara keseluruhan yang berkaitan dengan persyaratan

keselamatan.

182

Hasil Penelilian dan Kegialan PTLR Tahllll 2006 ISSN 0852 - 2979

Limbah yang berasal dari reaktor non daya, seperti pada proses

radioisotop, pembuatan bahan bakar maupun riset dan pengembangan (R&D)

banyak mengandung unsur-unsur radionuklida yang berbahaya bagi mahkluk

hidup dan lingkungannya, sehingga limbah tersebut harus dikelola dengan baik,

yaitu dengan cara disimpan/diisolasi pad a suatau tempat yang aman. Maka

sangat penting melakukan suatu seleksi terhadap radionuklida-radionuklida yang

terkungkung dalam suatu bentuk immobilisasi di tempat penyimpanan sehingga

akan diperoleh suatu susunan data berbagai radionuklida yang kemudian dapat

digunakan untuk pengkajian keandalan sistem penyimpanan lestari.

Radionuklida merupakan nuklida yang tidak stabil, bersifat radioaktif

karena secara spontan meluruh dengan memancarkan partikel dan atau

radiasi[3]. Partikel atau radiasi tersebut dipancarkan untuk mencapai komposisi

inti yang lebih stabil. Partkel tersebut dapat berupa :

~ Sinar a yaitu identik dengan inti atom helium(2He4), daya tembusnya

lemah tetapi daya ionisasinya besar

~ Sinar 13 yaitu identik dengan elektron, daya tembusnya cukup besar tetapi

daya ionisasinya agak kecil

"» Sinar y tidak bermuatan(gelombang elektromagnetik), daya tembusnya

paling besar tetapi daya ionisasinya sangat kecil.

Berdasarkan pembentukannya di alam radionuklida dikelompokkan

menjadi [3] ;

1. Radionuklida alam primer yaitu nuklida yang terbentuk secara alamiah dan

bersifat radioaktif, sampai sekarang masih diketemukan karena memiliki

waktu paruh yang sangat panjang( 2:109 tahun), beberapa contoh dari

radionuklida tersebut adalah : U235, U238, Th232, Ra226,Rn222,K40,Te123,La 138,

Ce142,Re187[4] dan masih banyak lagi.

2. Radionuklida alam sekunder ialah nuklida radioaktif yang selalu terbentuk

secara alamiah sebagai hasil peluruhan radionuklida alam primer seperti

Ra228,Pb206,Ca40, Ar40, Sr87, Nd143,Sm148 [4] dan seterusnya.

3. Radionuklida alam terinduksi, yaitu radionuklida yang secara terus menerus

terbentuk di alam, walaupun memiliki waktu paruh yang relatif pendek, tetapi

selalu ditemukan di alam dengan kelipahan tertentu, terbentuk terus menerus

dari hasil interaksi sinar kosmik dengan N14 di atmosfir seperti : C14, Be7, A126,

C136,Kr80, Na22, Mg38, Si32 [4]dan masih banyak lagi.

183

HasH Pe1lelitia1l dall Kegiata1l PTLR Ta/1I1112006 ISSN 0852 - 2979

4. Radionuklida buatan adalah nuklida hasil transmutasi inti di laboratorium.

Oengan reaksi inti, telah berhasil disintesa sejumlah nuklida yang tidak

ditemukan seeara alamiah. Sampai dengan tahun 1980 telah berhasil

disintesa 14 unsur sesudah uranium(unsur transuranium) di dalam sistem

periodik unsur-unsur yang dihasilkan dari transmutasi inti. Seperti : H3, 1131,

Cs137, Sr90, Te99 , PU239 dan masih banyak lagi.

Tabel1. Modus peluruhan Radioaktif [3]

Jenis Reaksi umumModusContohpeluruhan

PeluruhanPeluruhan a

A X ~ A-IY + aInti berat228Th~ 224 R + a

Z r'90 88 a

Peluruhan W

A A-IInti berat45C 45S IT -zX~z+,Y+IT +v

20 a~21 c+ +v

n~p+IT+v Peluruhan 13+: X ~ ;~~Y + /3+ + v

Inti dengannIp22 Na~ 22Nc + /3+ + Vrendah

II 10

n ~ p + /3+ + V Penangkapan:. X + e~ z~ Y + v

Inti dengannIp55 Fe + e~55 +velektron

rendah26 12

p+e~n+v TransisiAI/I~AX +r

Inti metastabil601/lCO~60CO + r

isomerik

z z

METODOLOGIITATA KERJA

1. Melakukan penelusuran pustaka maupun data-data pengolahan limbah yang

ada di PTLR

2. Melakukan seleksi radionuklida yang ada didalam limbah radioaktif yang

telah diimmobilisasi

3. Melakukan pengolahan data dan evaluasi hasil seleksi radionuklida

HASIL DAN PEMBAHASAN

Oari hasil pengumpulan data dari dalam paket limbah yang tersimpan di

dalam interim storage (IS) telah terseleksi 23 radionuklida yang ditunjukkan pada

Tabel 2. Pada peluruhan suatu radionuklida menunjukkan gambaran ringkas

kaitan antara energi terhadap nomor atom (Z) yang memberikan informasi

mengenai jenis, kuantitas (%) setiap modus peluruhan, waktu paruh dan energi

partikel a, partikel 13 atau foton yang dipanearkannya. Pada Tabel 2 eukup

banyak radionuklida yang mempunyai waktu paruh relatif panjang antara 2,6

tahun sampai 1013 tahun, dengan energi eukup besar maupun sifat

radionuklidanya sendiri sangat berbahaya bagi kesehatan manusia dan

184

Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR TaJllIn2006 fSSN 0852 - 2979

lingkungan. Seperti Cs-137, radionuklida ini terbentuk melalui pembelahan inti

dengan waktu paruh 30 tahun, pemancar 13- dengan energi maksimum 1,17 Mev,

karena daya larutnya di dalam air sangat tinggi maka dengan mudah terbawa

kedalam lingkaran LWR (Light Water Reactor). Cs-137 merupakan isotop yang

mudah menguap, sehingga sangat berbahaya bila terhirup masuk kedalam

pernafasan. Radionuklida Sr-90 meluruh dengan memancarkan partikel W,

energi maksimumnya 540 keV, umur paruhnya 28,7 tahun dengan hasil belahnya

Y-90. Y-90 mempunyai potensi besar untuk menjadi kontaminan. Radionuklida

U-238, walaupun 99,27 % merupakan uranium alami tetapi ada juga sedikit yang

digunakan di dalam bahan bakar. U-238 merupakan pemancar a dengan waktu

paruh 4,5 x 109 tahun dam mempunyai energi maksimal 4,198 Mev. Partikel a

yang dipancarkan dari peluruhan suatu radionuklida memiliki energi

spesifik(mono-energetik), partikel 13 dipancarkan oleh suatu spesi radionuklida

tertentu berupa spektrum kontinyu dengan energi antara 0 Mev sampai energi

maksimumnya(E max). Electron capture (EC) terjadi bila suatu inti mengandung

kelebihan proton relatif terhadap isobar yang lebih stabil.

Tabel. 2 : Inventarisasi radionuklida dalam limbah di PTLR

No. RadionuklidaJenis peluruhanWaktu paruhI.

P-32(phospor) W14,62 hr2.

Zn-65(Zink) EC244,26 hari3.

1-131(Iodium) W8,04 hari4.

1-125(Iodium) EC59,408 hari5.

Se-75(Selenium) EC119,779 hari6.

Te- I27aTelerium) W9,35 }m7.

Te- I23(Telerium) ECIx I01 thn

8.Mo-99(Molibdenum) W65,94 jm

9.Cd-I09(Cadmium) EC462,6 jm

10.Ra-226(Radium) a1600 tl1ll

II.Co-60(Cobalt) W5,2714 tl1ll

12.Cs-137(Cesium) W30, I tl1ll

13.Sr-85 (Strons ium) EC64,84 hari

14.Sr-89(Stronsium) W50,53 hari

15.Mn-56(Mangan) W2,5785 jm

16.Lu-176(Lutecium) W3,78 x 1010 thn

17.U-235(Uranium) a7,038 x 10°8 th

18.U-238(Uranium) a4 468 x 10°8 th,19. Am-24 I(Amerisium) a432,2 tl1ll

20.Be-7(Berilium) EC53,29 hari

21.Pm-147(Promisium) B2,6234 tl1ll

22.1-192(Iridium) EC73,83) hari

23.C f-252(Cal itorn ium) a2,645 thn

185

Hasi/ Penelitian dan Kegiatan PTLR Tah/ln 2006 ISSN 0852 - 2979

Tabel. 3 Sumber radiasi bekas pada penyimpanan limbah radioaktifPTLR

JenisUmur paruh

AktivitasJumlah (bh)No.radionuklida

1.

Ra-2261600 tahun131,5 mCi2292.

Cs-13 730 tahun1088 Ci1423.

Co- 605,3 tahun500 mCi674.

Sr-9029 tahun25 mCi515.

Am-241/Be433 tahun50 mCi346.

Kr-8510,3 tahun500 mCi217.

Pm-1472,62 tahun500 mCi58.

Ir-In 72 hari7,6 Ci49.

Cf-2522,6 tahun--3

Radiasi mempunyai efek buruk dan mematikan pad a tubuh manusia,

sinar radiasi yang dipancarkan oleh sumber radiasi dapat mengganggu ikatan

kimia suatu molekul yang terdapat didalam tubuh makhluk hid up. Bila pancaran

radiasi menembus bagian tubuh makhluk hidup secara langsung akan

memberikan energi pada jaringan dan sel tubuh makhluk tersebut. Energi

tersebut tidak tersebar merata, tetapi akan terdeposit di satu tempat. Efek yang

merugikan kesehatan manusia akibat terkena radiasi dapat dihindari dengan cara

: jangan terlalu lama , terlalu dekat dengan sumber radiasi dan harus

menggunakan perisai radiasi. Tetapi tidak semua radiasi berbahaya bagi

makhluk hidup dan lingkungan. Oari 23 radionuklida yang terseleksi yang

terkandung didalam paket limbah ada beberapa yang digunakan untuk

pemeriksaan medis, pengobatan/penyembuhan suatu penyakit, sebagai contoh ;

1-131, Te-99, Mo-99 dan juga digunakan untuk industri seperti Tritium, radium

dan sebagainya.

Oi dalam pengkajian keselamatan perhatian perlu dicurahkan terhadap

dampak radiologi pada sistem penyimpanan limbah radioaktif, baik periode

operasional maupun pasca penutupan. Oisposallimbah harus menjamin proteksi

yang wajar baik untuk generasi kini maupun yang akan datang. Salah satu faktor

terkait waktu yang perlu dipertimbangkan dalam pengkajian keselamatan adalah

waktu paruh dari radionuklida yang relevan.

186

Hasi/ Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahlln 2006

KESIMPULAN

ISSN 0852 - 2979

Seleksi radionuklida merupakan salah satu faktor penting dalam

pengkajian keselamatan penyimpanan limbah radioaktif, karena radionuklida

yang terkandung di dalam limbah tidak boleh terlindi keluar dan terpapar pad a

manusia, makhluk hid up lain maupun mencemari lingkungan. Sistem disposal

harus memberi jaminan tingkat keselamatan yang cukup memadai dan

memenuhi persyaratan dalam melindungi kesehatan manusia dan lingkungan.

DAFT AR PUST AKA

1. IAEA, Safety Assessment for Near Surface Disposal of Radioactive

Waste. IAEA Safety Standard Series No. WS-G1.1, IAEA, Vienna 1999a

2. IAEA, Near Surface Disposal of Radioactive Waste. IAEA Safety

Standard Series No. WS-R, IAEA, Vienna, 1999b.

3. BUNDJALI. B, Kimia Inti. ITB Press, Bandung 2002

4. BRODSKY, A. Handbook of Radiation Measurement and Protection, CRC

Press, 1978

5. EISEN BUD, M and GESELL, T., Environmental Radioactivity from

Natural, Indusrial and Military Source, Academic Press, Inc. 1997

6. BPL, Data Penyimpanan Limbah radioaktif, BPL-PTLR, BATAN 2006

7. IAEA, Characterization of Radioactive Waste Forms and Packages,

Technical Report Series No. 383, IAEA, Vienna, 1997.

8. HALL. E, J. Radiation and Life, 2nd edition, Wheaton and Co, Ltd, Great

Britain, United Kingdom, 1984

187