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