Kerusakan Reaktor Penyebab Kecelakaan Parah

dari materi bahan bakar inti dan kondisi-kondisi tekanan dan temperatur agar tidak terjadi pemanasan melebihi kapasitas yang menyebabkan melelehnya kelongsong. Menyempurnakan komposisi bahan bakar untuk pengendalian produk fisi. Penggunaan logam campuran zirconium sangat baik untuk menjaga keseimbangan netron di dalam inti, dan tahan pada temperatur yang tinggi. Semua jenis reaktor menggunakan campuran logam zirconium PWR, BWR, CANDU, RBMK atau baja BN-600, PHENIX, AGR sebagai material pelindung bahan bakar yang dirancang untuk menahan secara efektif hasil belah-inti agar tidak terjadi kecelakaan yang merusak lingkungan. Jumlah hasil belah inti teremisi ke lingkungan pada kecelakaan Chernobyl dan kecekaan TMI-2 20 40 60 80 100 120 Ga s M ul ia I Cs Ru Ce Radionuklida Jum la h pa da C he rnobyl 10 20 30 40 50 60 70 Jum lah pa da T MI -2 Chernobyl keluar lingkungan TMI-2 Dalam bejana tekan TMI-2 Dalam pengungkung TMI-2 Ke luar lingkungan Gambar 1 Jumlah hasil belah inti teremisi pada kecelakaan Chernobyl dan kecelakaan TMI-2 Olahan data Annex J, IAEA 2006 Kerusakan reaktor yang terjadi pada kecelakaan reaktor Chernobyl reaktor RMBK dan kecelakaan reaktor TMI-2 reaktor PWR yang menyebabkan radionuklida ke luar dari inti reaktor jumlah cemaran yang ke luar lingkungan terdapat perbedaan. Pada kecelakaan reaktor Chernobyl banyak gas yang mengandung radionuklida menuju lingkungan mencapai 100, sedangkan pada kecelakaan TMI-2 gas yang mengandung radionuklida pencemar tertahan dalam pengungkung cukup besar sedangkan yang ke luar lingkungan relatif kecil seperti di gambarkan dalam Gambar 27.

4.1.3 Kebolehjadian Pelelehan Inti Reaktor Penyebab Kecelakaan Parah

Kecelakan parah yang mungkin terjadi pada semua reaktor daya adalah terjadinya kehilangan pendinginan dan kegagalan moderator yang menyebabkan temperatur meningkat, yang selanjutnya dapat melelehkan kelongsong dan teras reaktor. Kehilangan pendinginan dan kenaikan temperatur pada teras reaktor disebabkan oleh kegagalan serius pada satu sistem atau gabungan beberapa sistem yang membentuk kegagalan atau ketidaktersediaan sistem keselamatan khusus dalam keadaan darurat. Dicontohkan pada reaktor PHWR, dimana air berperan dalam menyerap panas. Pemindahan panas pada reaktor jenis ini mampu memindahkan panas peluruhan bahan bakar secara berlanjut 15 detik setelah shutdown reaktor. Moderator diwilayahin dengan sistem purifikasi, sistem pendinginan shutdown dan sistem cover gas. Dengan kemampuan pemindahan panas oleh moderator kecelakaan parah yang menyebabkan kerusakan teras tidak akan terjadi. Penelitian mengenai kebolehjadiaan terjadinya kerusakan teras reaktor yang disebabkan oleh ketidakmampuan moderator untuk menyerap panas dan kehilangan pendingininan telah banyak dilakukan, diperoleh kebolehjadiaan kecelakaan parah yang menyebabkan cemaran memasuki lingkungan berada pada kisaran 10 -3 sampai 10 -5 per reaktor per tahun. Jenis reaktor PWR 1000 GWe memiliki kebolehjadian terjadinya pelelehan inti yang menyebabkan kecelakaan parah rata-rata pada probabilitas 3 x 10 -5 reaktor per tahun artinya terdapat 3 kecelakaan dalam 100.000 reaktor tiap tahunnya. Angka ini menunjukan bahwa peluang kebolehjadian kecelakaan reaktor sangat kecil.

4.2 Asumsi kecelakaan PLTN Muria Rujukan kecelakan PLTN sebagai perbandingan

Asumsi kecelakaan yang terjadi di PLTN Muria perlu terlebih dahulu memperoleh informasi berkenaan dengan rujukan penting kecelakaan Chernobyl Uni Sovyet 1986 dan Kecelakaan Three Mile Island TMI-2 Amerika Serikat tahun 1979. Kecelakaan reaktor Chernobyl-4 menghasilkan cemaran radiasi total 11 x 10 18 Bq yang mengotori lingkungan. Radionuklida telah menyebar ke kota-kota, daerah pertanian, tempat- tempat air, halaman rumput, taman, jalan, atap bangunan dan dinding bangunan, pohon, semak, atap dan halaman. Rumput-rumput dengan kondisi-kondisi yang basah dan permukaan yang horisontal, serta, halaman rumput dan lain lain menerima pencemaran yang lebih tinggi. Aktivas unsur Cs-137 kadarnya tinggi ditemukan di sekitar rumah di mana hujan telah mengangkut bahan radioaktif dari atap ke tanah. Penelitian ANSPAUGH 2001 yang mengamati aktivitas Cs-137 dari tahun 1986 sampai tahun 2000 bahwa pada tanah yang tidak terganggu kegiatan manusia, dalam perioda 14 tahun pasca kecelakaan reaktor PLTN kadarnya relatif tidak berubah, sedangkan di tempat yang memiliki pohon dan tanah pertanian, selama kurun waktu 1986 dan 2000 telah berkurang menjadi seperempat dari aktivitas awalnya., aktivitas di atap bangunan telah berkurang menjadi 23 dari aktivitas awal dalam perioda tahun tersebut. Di jalan-jalan aktivitas cemaran telah berkurang menjadi 15 dari aktivitas awalnya.. Adanya hujan dan angin, dan aktivitas manusia yang berhubungan padatnya lalu lintas, jalan akan terbesihkan sehingga kandungan Cs-137 yang dimiliki menjadi lebih rendah. Selain itu, di lahan-lahan yang tidak terganggu kegiatan manusia umumnya memiliki kadar cemaran yang lebih tinggi, seperti pada pohon-pohonan yang ada di perkebunan, tanaman sayuran di daerah pertanian. Pengolahan data penelitian sebelumnya yang disajikan dalam Gambar 28 dapat diketahui bahwa cemaran radionuklida Cs-137 akibat kecelakaan reaktor nuklir Chernobyl akan terdistribusi dan dipengaruhi oleh keberadaan air hujan distribusi basah dan dipengaruhi oleh angin distribusi kering. Distribusi kering penyebabkan cemaran tertinggi berada pada pohon-pohonan dan tanaman sedang distribusi basah menyebabkan cemaran dengan konsentrasi tinggi berada pada tanah-tanah yang tidak diusahakan. Distribussi Radionuklida Cs-137 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Tahun dan Tempat Radionuklida D is tr ib u s i C s -1 3 7 U n it R e la ti f Basah 0,99 0,99 0,18 0,01 0,58 0,14 0,01 0,01 0,48 0,01 Kering 0,99 0,99 3,9 0,2 1,4 0,4 0,1 0,1 0,4 0,05 1986 2000 1986 2000 1986 2000 1986 2000 1986 2000 Tanah tak terganggu TanamanPohon Atap Dinding Jalan-Jalan Wilayah Tinggi Aktivitas Manusia Wilayah rendah Aktivitas Manusia Gambar 2 Grafik distribusi radionuklida Cs-137 di wilayah tercemar hasil olahan data dari sumber Anspaugh LR IAEA 2008 Informasi yang dapat diperoleh dari gambar 28 bahwa tempat distribusi cemaran radionuklida terbesar berada pada pohon-pohonan dan tanah- tanah yang tidak terganggu, oleh karena itu serapan terbesar cemaran radionuklida berada pada wilayah-wilayah yang memiliki aktifitas manusia yang rendah, seperti daerah-daerah perkebunan, daerah pertanian, tanah-tanah padang rumput ilalang yang tidak diusahakan manusia. Dalam jangka panjang wilayah yang memiliki pohon-pohon dan tanaman memiliki kemampuan pengurangan cemaran terbesar dibandingkan dengan jumlah aktifitas awalnya selama periode waktu tertentu. Kecelakaan reaktor Three-Mile Island-2 TMI-2 USA yang menggunakan Pressed Water Reaktor PWR berbahan bakar UO 2 menggunakan air sebagai pendingin sekaligus moderator. Kecelakaan ini tidak mengakibatkan adanya kematian, hanya terjadinya sebaran radiasi ke lingkungan sebesar 2 x 10 14 Bq Kr-85 yang dapat dibersihkan, serta sejumlah kecil I-131 yang berpotensi menyebabkan kanker tyroid. Rujukan berkenaan kecelakaan parah sebelumnya yang dijelaskan diatas memberi informasi berkaitan dengan asumsi kecelakaan parah pada reaktor PLTN Muria, dimana kecelakaan tersebut disekenariokan sebagai akibat kisi kristal bahan bakar UO 2 mencapai temperatur lebih dari 1000 C dimana kondisi reaksi tidak dapat dikendalikan. Pecahnya kristal sehingga produk fisi radionuklida memasuki kelongsong. Kelongsong meleleh, produk fisi akan masuk ke pendingin primer yang tidak mampu menahan beban panas, selanjutnya memasuki penggungkung. Sistem pengungkung juga tidak mampu menahan radionuklida ke luar lingkungan tersebar ke udara dengan dorongan angin. Kecelakaan ini diasumsikan dapat diatasi dalam waktu satu minggu setelah kejadian. Kecelakan reaktor pada PLTN diasumsikan sebagai kecelakaan parah dengan kondisi kegagalan teknis ataupun kegagalan pengamanan penyelamatan. Kegagalan Teknis: a Terjadinya pelelehan bahan bakar akibat temperatur tinggi, kegagalan suplai pendingin dan terjadi pelelehan kelongsong; b Belahan inti memasuki bejana tekan dan terjadi pelelehan bejana tekan; c Kegagalan suplai pendingin bejana tekan mengalami pelelehan total; d Belahan inti memasuki pengungkung; e Sistem pengendapan basah dari pendingin sekunder mengamalami kegagalan; f Pengungkung mengalami kebocoran melepaskan radionuklida ≥ 0,1 jumlah inventory per hari; g Cerobong jalan terlepasnya radionuklida ke udara memiliki tinggi 49 m IAEA 1997; h Dorongan angin menyebarkan cemaran radionuklida di udara, di tanah dan di air; i Cemaran belahan inti radionuklida yang mencemari lingkungan diasumsikan sebagai sumber radiasi yang kontinyu dan tidak tertangani dengan sistem yang ada; j Kurang dari 7 hari kecelakaan besar dapat diatasi dengan menutup semua kebocoran yang ada akibat kecelakaan tersebut; k Permukaan udara dan bumi diasumsikan memiliki permukaan datar tidak ada kemiringan; l Di darat terdapat luasan tanah dan luasan vegetasi. Kegagalan Pengamanan dan penyelamatan meliputi: a Sistem otomisasi penutup kebocoran tidak bekerja; b Sistem pengendapan basah radionuklida tidak bekerja; c Sistem pengamanan reaktor tidak dapat bekerja; d Waktu pengamanan dan penyelamatan terlambat; e Sumber daya yang ada tidak bekerja profesional

4.3 Seleksi Radionuklida

Pergerakan udara akan menyebarkan cemaran radionuklida di udara dengan mencampur polutan tersebut dengan udara yang mempunyai tingkat konsentrasi lebih rendah dan kemudian menurunkan konsentrasi cemaran beberapa waktu setelah terlepas dari sumber. Cemaran menyebar karena pengaruh kecepatan velocity angin dan memiliki arah laju speed. Arah angin mempunyai pengaruh pada arah pergerakan cemaran yang dilepaskan. Perhitungan jumlah konsentasi cemaran pada jarak, koordinat dan waktu adalah bagian yang penting dalam upaya memperkirakan distribusi radionuklida di wilayah studi. Dasar perhitungan menggunakan parameter-parameter kondisi asumsi kecelakaan dan parameter iklim di wilayah studi, persamaan gaussian untuk menghitung cemaran yang terdistribusi. Penelitian ini berasumsi bahwa radionuklida terdistribusi ke arah enam belas arah angin dengan total sudut 360 derajat. Perhitungan menggunakan persamaan 3 pada halaman 84 dengan menginputkan faktor-faktor penting wilayah studi yang berpengaruh. Data awal adalah komponen radionuklida yang keluar dari reaktor nuklir pada saat kecelakaan parah dan hasil penelitian IAEA pada reaktor berjenis PWR ditampilkan pada Tabel 14 yang merupakan inventory hasil fisi Reaktor PWR daya 1000 Mwe. Skrining data awal dengan mengasumsikan bahwa kebocoran reaktor tidak dapat ditangani segera dan terus menerus terjadi kebocoran menuju udara dimaksudkan untuk melakukan seleksi radionuklida yang berperan besar sebagai cemaran bagi lingkungan. Unsur cemararan radionuklida yang dimaksud adalah Pu-241, PU-240, Pu-239, Pu-238, Np-239, Ce-144, Ce-141, Ba-140, Cs-137, Cs- 134, Xe-133, I-131, Te-132, Ru-105, Ru-103, Mo-99, Zr-95, Sr-90 dan Sr-89. Tabel 1 Inventory radionuklida reaktor jenis PWR 1000 Mwe. No Radio nuklida Waktu paruh Cosyma Bq Tecdoc IAEA-955 Bq 1 Xe-133 5.3 hari 7.60E+18 6.29E+18 2 I-131 8.0 hari 3.85E+18 6.29E+18 3 Cs-134 2.0 tahun 5.11E+17 2.78E+17 4 Cs-137 30.0 tahun 2.61E+17 1.74E+17 5 Te-132 78.0 jam 5.36E+18 4.44E+18 6 Sr-89 52.0 hari 3.37E+18 3.38E+18 7 Sr-90 28.0 tahun 1.75E+17 1.37E+17 8 Ba-140 12.8 hari 6.88E+18 3.38E+18 9 Zr-95 65.0 hari 6.59E+18 5.55E+18 10 Mo-99 67.0 jam 7.07E+18 5.92E+18 11 Ru-103 39.6 hari 5.07E+18 4.07E+18 12 Ru-106 1.0 tahun 1.47E+18 9.25E+18 13 Ce-141 33.0 hari 6.66E+18 5.55E+18 14 Ce-144 285.0 hari 4.03E+18 3.15E+18 15 Np-239 2.4 hari 7.92E+19 5.92E+19 16 Pu-238 86.0 tahun 3.17E+15 2.11E+15 17 Pu-239 24400.0 tahun 1.11E+15 7.77E+14 18 Pu-240 6580.0 tahun 1.06E+15 7.77E+14 19 Pu-241 13.2 tahun 2.23E+17 1.26E+17 20 Cm-242 163.0 hari 5.25E+16 1.85E+16 Sumber: Pane JS 2006, NRPB 1995, IAEA 1997