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