PELENGKAP LAPORAN RATNA PRINT 1
LEMBAR PENGESAHAN
KETAHANAN KIMIA HASIL VITRIFIKASI LIMBAH RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA
Disusun oleh :
Ratna Budiarti
2108 0110 4000 40
Mengetahui
Komisi Pembimbing
Pembimbing Utama
Pembimbing Kedua
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
Dr. Dwi P. Sasongko, M.Si
Mengetahui
Ketua Program Studi
Magister Ilmu Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
iii
KETAHANAN KIMIA HASIL VITRIFIKASI LIMBAH RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA
Disusun oleh :
Ratna Budiarti
2108 0110 4000 40
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji
Pada tanggal 13 Agustus 2012
Dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima
Ketua
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
:………………………………….
Anggota
Dr. Dwi P. Sasongko, M.Si
:………………………………….
Dr. Ir. Hermawan, DEA
:………………………………….
Dr. Hadianto, ST, M.Sc
:………………………………….
Mengetahui
Ketua Program
Magister Ilmu Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
iv
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang saya susun sebagai syarat
untuk memperoleh gelar Magister dari Program Magister Ilmu Lingkungan
seluruhnya merupakan hasil karya saya sendiri.
Adapun bagian-bagian tertentu dalam penulisan tesis yang saya kutip dari hasil
karya orang lain telah dituliskan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma,
kaidah dan etika penulisan ilmiah.
Apabila dikemudian hari diketemukan seluruh atau sebagian tesis ini bukan hasil
karya saya sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu, saya bersedia
menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang saya sandang dan sanksi–sanksi
lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.
Semarang,
9 Agustus 2012
Ratna Budiarti
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis lahir di Purwokerto pada tanggal 13 Mei 1987.
Putri kedua dari pasangan Bp Kasiman dan Ibu
Kusbiyah.
Menamatkan pendidikan dasar di Sekolah
Dasar (SD) Negeri 1 Cikawung. Setelah lulus dari
Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 1 Ajibarang
pada tahun 2002, kemudian melanjutkan ke Sekolah
Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Purwokerto dan lulus
tahun 2005. Pada tahun 2004 masuk Universitas
Diponegoro, Semarang jurusan Teknik Lingkungan dan lulus tahun 2009. Pada
tahun 2010 mendapatkan kesempatan melanjutkan pendidikan S2 di Magister Ilmu
Lingkungan UNDIP melalui jalur Beasiswa Unggulan Kementerian Pendidikan
Nasional.
vi
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan
rahmat serta hidayahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul
”KETAHANAN
KIMIA
HASIL
VITRIFIKASI
LIMBAH
RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA”.
Penulis menyadari, bahwa tanpa dukungan dan dorongan dari berbagai
pihak, penulisan tesis ini tidak akan berjalan dengan lancar. Oleh karena itu melalui
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA selaku ketua Program Sarjana Ilmu
Lingkungan dan Pembimbing pertama yang telah memberikan bimbingan
serta masukan kepada penulis.
2. Dr. Dwi P. Sasongko, M.Si selaku pembimbing II, terima kasih atas
pengalaman serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi penulis
3. Ir. Herlan Martono, M.Sc, Dr. Ir. Hermawan, DEA, Dr. Hadianto, ST, M.Sc,
selaku tim penguji dalam sidang tesis penulis.
4. Drs. R. Heru Umbara selaku pimpinan PTLR BATAN yang telah
memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian ini.
5. Ir. Husein Zamroni selaku kepala Bidang Teknologi Limbah Dekontaminasi
dan Dekomisioning, Ir. Aisyah, M.T dan Wati, S.T yang telah memberikan
bantuan serta dukungan kepada penulis.
6. Pak Pranjono, Pak Sugeng, Pak Ibnu, Pak Yuli yang telah banyak
membantu dalam proses penelitian.
7. Keluarga tercinta bapak, ibu, kakak yang selalu memberikan dukungan.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih banyak kekurangannya,
oleh karena itu segala kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan.
Penulis
vii
KETAHANAN KIMIA VITRIFIKASI LIMBAH RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA
Oleh :
Ratna Budiarti1, Purwanto 1, Herlan Martono2
1
Magister Ilmu Lingkungan, Universitas Diponegoro
2
Badan Tenaga Nuklir Naional (BATAN)
[email protected]
Vitrifikasi merupakan teknologi yang dianggap paling tepat untuk
pengolahan limbah aktivitas tinggi. Namun, teknologi ini memiliki 3 kendala yaitu
biaya, proses serta tuntutan ketahanan gelas-limbah. Penelitian ini bertujuan
mengkaji komposisi glassfrits menggunakan bottom ash, mengkaji ketahanan
gelas-limbah serta menganalisis keuntungan ekonomi pengadaan bahan vitrifikasi
dengan memanfaatkan bottom ash sebagai glassfrits. Penelitian dilakukan dengan
limbah simulasi aktivitas tinggi dengan kandungan limbah (waste loading) 25%.
Gelas yang digunakan dalam penelitian yaitu gelas borosilikat, gelas bottom ash,
serta gelas bottom ash yang ditambah dengan B2O3. Parameter untuk pemilihan
gelas adalah suhu lebur, laju pelindihan, kuat tekan dan biaya. Komposisi gelas
terpilih selanjutnya dianalisis menggunakan XRD serta dilakukan uji pengaruh pH.
Dari hasil penelitian, penambahan B2O3 pada bottom ash mampu menurunkan suhu
lebur. Gelas ini memiliki densitas 2,78 g/cm3, laju pelindihan 6,99 x 10-7 g.cm-2.hr 1
serta mampu menghemat biaya 75, 34%. Dari hasil analisis XRD terbentuk kristal
Ca-Fe-Al-S-Si-O, Fe+2Fe2+3O4,Ca-Mg-Fe-Ti-AlSiO. Uji pengaruh pH terhadap
laju pelindihan menunjukan bahwa laju pelindihan tertinggi pada kondisi asam
Kata kunci : vitrifikasi, Ketahanan kimia, ketahanan mekanik, bottom ash
viii
CHEMICAL DURABILITY OF HIGH LEVEL WASTE VITRIFICATION
USING BOTTOM ASH AS GLASAFRITS
by :
Ratna Budiarti1, Purwanto1, Herlan Martono2
1
Master of Environmental Science, Diponegoro University
2
National Nuclear Energy Agency
[email protected]
Vitrification is considered as the most appropriate technology for HLW
treatment. However, it has constraints, those are processability, economic, and
durability. The purposes of this study is to examine the composition of materials
using bottom ash as alternative glassfrits for vitrification, to assess waste glass
durability of selected glassfrits and analyze the economic advantages of bottom ash
utilization as glassfrits. This research was conducted with simulated High Level
Waste. Glass – waste was melted at its melting point. Glasses used in the study
were borosilicate glass, bottom ash glass, and bottom ash glass added B2O3.
Parameters used for the selected glassfrits were melting temperature, leaching rate
compressive strength and cost analysis. Selected glassfrits was analyzed using XRD
and performed tests to determine the effect of pH on leaching rate. The results
indicated that the addition of B2O3 in glass bottom ash reduced the melting
temperature. This glass has a density of 2.78 g/cm3 , leaching rate of 6.99 x 10-7
g.cm-2.hr -1. Utilization of bottom ash as a glassfrits can save 75, 34% of cost. From
the results of XRD analysis explained that the devitrification formed a crystalline
of Ca-Fe-Al-S-Si-O, Fe+2 Fe2 O4+3, Ca-Mg-Fe-Ti-AlSiO. the influence of pH on the
leaching rate showed that the highest leaching rate was on acidic condition
Key words : vitrification, chemical durability, mechanical durability, bottom ash
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL THESIS .......................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN THESIS .................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN PENULIS....................................................................... iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS ......................................................................................v
KATA PENGANTAR ................................................................................................... vi
ABSTRAK ..................................................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................................. ix
DAFTAR TABEL........................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xv
DAFTAR ISTILAH .................................................................................................... xvi
DAFTAR AKRONIM .................................................................................................. xx
BAB I PENDAHULUAN................................................................................................1
1.1
Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2
Identifikasi Masalah ...................................................................................... 5
1.3
Perumusan Masalah ....................................................................................... 6
1.4
Tujuan Penelitian........................................................................................... 6
1.5
Manfaat Penelitian ......................................................................................................... 6
1.6
Keaslian Penelitian ........................................................................................ 8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 11
2.1
Pemanfaatan Nuklir di Indonesia ................................................................. 11
2.1.1 Sektor Non Energi ....................................................................................... 11
2.1.2 Sektor Energi............................................................................................... 12
x
2.2
Limbah Radioaktif dan Pengolahannya ........................................................ 13
2.2.1 Pengertian Limbah Radioaktif ..................................................................... 13
2.2.2 Klasifikasi Limbah Radioaktif ..................................................................... 13
2.2.3 Bahaya Limbah Radioaktif .......................................................................... 13
2.2.4 Sumber Limbah Radioaktif .......................................................................... 14
2.2.5 Pengolahan Limbah Radioaktif ................................................................................15
2.3
Teknologi Vitrifikasi ......................................................................................................17
2.3.1 Kelebihan Vitrifikasi ................................................................................... 19
2.3.2 Kendala Vitrifikasi ...................................................................................... 19
2.4
Gelas ........................................................................................................... 21
2.4.1 Struktur Gelas.............................................................................................. 21
2.4.2 Komposisi Gelas ......................................................................................... 25
2.5
Gelas Borosilikat ......................................................................................... 26
2.6
Kriteria Gelas-Limbah Hasil Vitrifikasi ....................................................... 29
2.6.1 Ketahanan Kimia Gelas (Chemical Durability) ............................................ 31
2.6.2 Ketahanan Mekanik Gelas (Mechanical Durability) .................................... 33
2.6.3 Faktor-Faktor yang Menyebabkan Pelindihan .............................................. 33
2.7
2.6.3.1
Kecepatan Aliran ........................................................................ 34
2.6.3.2
Suhu ............................................................................................ 35
2.6.3.3
Waktu .......................................................................................... 35
2.6.3.4
Efek Radiolisis ............................................................................ 35
2.6.3.5
Komposisi Kimia ......................................................................... 36
2.6.3.6
Waste Loading ............................................................................. 39
2.6.3.7
pH ............................................................................................... 39
Abu Jatuh (Bottom Ash) ............................................................................... 39
2.7.1 Sifat Fisik .................................................................................................... 40
2.7.2 Sifat Kimia .................................................................................................. 40
xi
BAB III METODOLOGI ........................................................................................... 42
3.1
Kerangka Konsep Teoretis........................................................................... 43
3.2
Kerangka Kerja Pelaksanaan Penelitian ....................................................... 44
3.3
Jenis Penelitian ............................................................................................ 44
3.4
Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................... 45
3.5
Variable Penelitian ...................................................................................... 45
3.6
Alat dan Bahan ............................................................................................ 46
3.6.1 Alat ............................................................................................................. 46
3.6.2 Bahan .......................................................................................................... 48
3.6.2.1
Bahan Kimia................................................................................ 48
3.6.2.2
Abu Jatuh (bottom ash) ................................................................ 49
3.7
Tahapan Penelitian ...................................................................................... 49
3.8
Cara Kerja ................................................................................................... 51
3.8.1 Persiapan Pembuatan Limbah Simulasi........................................................ 51
3.8.2 Pembuatan Gelas dengan Waste Loading 25% ............................................. 52
3.8.2.1
Gelas A (gelas Borosilikat) .......................................................... 52
3.8.2.2
Gelas B (gelas Bottom Ash) ......................................................... 53
3.8.2.3
Gelas C (gelas Bottom Ash + B2O3) ............................................. 54
3.8.3 Pemilihan Komposisi Glassfrits ................................................................... 55
3.8.3.1
Uji Densitas ................................................................................. 55
3.8.3.2
Laju Pelindihan............................................................................ 55
3.8.3.3
Uji Kuat Tekan ............................................................................ 56
3.8.4 Analisis Gelas Terpilih ................................................................................ 57
3.9
3.8.4.1
Pelindihan Variasi pH .................................................................. 57
3.8.4.2
Analisis Struktur Amorf dan Kristalin Menggunakan XRD .......... 57
Tekknik Pengambilan Data .......................................................................... 57
xii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 58
4.1
Pemilihan Bahan Gelas ................................................................................ 58
4.2
Ketahanan Kimia Gelas – Limbah ............................................................... 59
4.2.1 Titik Leleh (Melting Point) .......................................................................... 59
4.2.2 Hasil Uji Pelindihan pada Berbagai Komposisi Gelas .................................. 62
4.2.3 Hasil Uji Densitas Gelas .............................................................................. 63
4.2.4 Hasil Uji Kuat Tekan ................................................................................... 65
4.2.5 Hasil Analisis Biaya Produksi...................................................................... 66
4.3
Komposisi Gelas Terpilih ............................................................................ 68
4.4
Analisis Komposisi Gelas – Limbah Terpilih ............................................... 71
4.4.1 Analisis Struktur Amorf Gelas Terpilih Menggunakan XRD ....................... 71
4.4.2 Pengaruh pH Larutan Terhadap Laju Pelindihan Gelas – Limbah pada Jenis
Gelas Terpilih ............................................................................................. 73
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 76
5.1
Kesimpulan ................................................................................................. 76
5.2
Saran ........................................................................................................... 76
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 77
LAMPIRAN .................................................................................................................. 82
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Penelitian Terkait Vitrifikasi dan Ketahanan Gelas – Limbah .................... 8
Tabel 2.2 Bilangan Oksidasi dan Kekuatan Ikatan Tunggal dari Oksida ................ 24
Tabel 2.3 Kandidat Pengolahan Limbah Aktivitas Tinggi ....................................... 26
Tabel 2.4 Komposisi Gelas Borosilikat ................................................................... 29
Tabel 2.5 Standar Gelas Borosilikat – Limbah Berdasarkan PNC dan Pustaka ..... 30
Tabel 2.6 Efek Komposisi Gelas – Limbah pada Proses dan Produk ....................... 38
Tabel 2.7 Sifat Fisik Khas dari Bottom Ash ............................................................. 40
Tabel 2.8 Komposisi Kimia Abu pada Limbah PLTU Suralaya ............................ 40
Tabel 2.9 Jumlah Produksi Abu Terbang dan Abu Dasar oleh PLTU di Indonesia .. 41
Tabel 3.1 Kerangka Kerja Pelaksanaan Penelitian................................................... 43
Tabel 3.2 Sistematika Pemberian Scoring Menggunakan Skala Likert .................... 44
Tabel 3.3 Karakteristik Bahan Kimia ...................................................................... 48
Tabel 3.4 Kandungan Limbah Simulasi dalam % Berat .......................................... 52
Tabel 3.5 Komposisi Gelas A –Limbah Waste Loading 25% ................................. 53
Tabel 3.6 Komposisi Gelas B - Limbah Waste Loading 25%................................... 54
Tabel 3.7 Komposisi Gelas C - Limbah Waste Loading 25%................................... 54
Tabel 4.1 Perbandingan Komposisi Kimia Gelas Borosilikat dengan Bottom Ash .... 58
Tabel 4.2 Perbandingan Harga Bahan Gelas Skala Lab .......................................... 66
Tabel 4.3 Perbandingan Biaya Bahan Gelas dalam Satu Kali Proses Vitrifikasi .... 67
Tabel 4.4 Parameter Penentuan Komposisi Gelas ................................................... 67
Tabel 4.5 Pemilihan Gelas Menggunakan Skala Likert............................................ 69
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Ilustrasi Bentuk Vitrifikasi ............................................................ 18
Gambar 2.2
Proses Vitrifikasi dalam Skala Industri ............................................. 18
Gambar 2.3
Skema Dua Dimensi Gelas dan Kristal ............................................ 21
Gambar 2.4
Struktur Silikon ................................................................................ 22
Gambar 2.5
Stuktur Gelas Borosilikat ................................................................ 27
Gambar 2.6
Pengaruh Alkali Terhadap Struktur Borosilikat ................................ 27
Gambar 2.7
Penambahan Alkali pada Struktur Gelas Borosilikat ........................ 27
Gambar 2.8
Gelas- Limbah Hasil Vitrifikasi ........................................................ 31
Gambar 3.1
Konsep Kerangka Teoritis .............................................................. 42
Gambar 3.2
Abu Jatuh (Bottom ash) dari PLTU Suralaya ................................... 49
Gambar 3.3
Digram Alir Penelitian ..................................................................... 50
Gambar 4.1
Grafik Hubungan Antara Komposisi Glassfrits dengan Titik
Lebur Gelas...................................................................................... 59
Gambar 4.2
Gelas Bottom Ash dengan Suhu Lebur 1150 ˚C dan 1200 ˚C ............ 60
Gambar 4.3
Gelas Bottom Ash dengan Suhu Lebur 1300 ˚C ................................ 61
Gambar 4.4
Grafik Laju Pelindihan Berbagai Gelas pada Larutan Aquades ......... 62
Gambar 4.5
Grafik Konsentrasi Na yang terlidih Pada Variasi Komposisi Gelas . 63
Gambar 4.6
Grafik Densitas Gelas – Limbah
dengan Variasi Komposisi
Glassfrits .......................................................................................... 64
Gambar 4.7
Gelas A, B, C pada Uji Kuat Tekan .................................................. 65
Gambar 4.8
Grafik Kuat Tekan Gelas dengan Variasi Komposisi ....................... 66
Gambar 4.9
Gambar Struktur Amorf dan Kristal Gelas ........................................ 71
Gambar 4.10 Perbedaan Kristal Pada Bottom Ash dengan Gelas - Limbah ............. 72
Gambar 4.11 Grafik Hubungan pH Larutan dengan Laju Pelindihan ..................... 73
Gambar 4.12 Grafik Hasil Analisi Fe dan Al ......................................................... 74
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Perhitungan Komposisi Limbah dalam WL 25% .................................. 83
Lampiran 2 Perhitungan Komposisi Gelas A-Limbah ............................................ 85
Lampiran 3 Perhitungan Komposisi Gelas B-Limbah ............................................ 86
Lampiran 4 Perhitungan Komposisi Gelas C-Limbah ............................................ 87
Lampiran 5 Perhitungan Uji Densitas ................................................................... 88
Lampiran 6 Perhitungan Laju Pelindihan pada Berbagai Gelas-Limbah ................ 90
Lampiran 7 Perhitungan Kuat-Tekan ..................................................................... 92
Lampiran 8 Perhitungan Biaya Vitrifikasi Skala Lab ............................................ 93
Lampiran 9 Perhitungan Variasi pH ..................................................................... 95
Lampiran 10 Hasil Analisis XRD ......................................................................... 94
xvi
DAFTAR ISTILAH
Aktinida
:
Amorf
:
Bahan
nuklir
Unsur dengan nomor atom dari 90 sampai dengan
103
Struktur gelas yang tidak mengandung kristal,
memiliki struktur yang keras tetapi tidak memiliki
jarak microskopis yang jauh antara kisi-kisinya
Bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan
energi dalam reaktor nuklir.
bakar
:
Bahaya radiasi
:
Situasi atau kondisi yang dapat menimbulkan efek
merusak akibat kesengajaan, kecelakaan dalam
pekerjaan atau radiasi alam
Bottom ash
:
Biaya
Vitrifikasi
Daur
bahan
bakar (nuklir)
:
abu yang relatif berat yang timbul dari suatu proses
pembakaran
suatu
bahan
yang
lazimnya
menghasilkan abu. Bottom ash dalam konteks ini
adalah abu yang dihasilkan dari pembakaran
batubara dengan kandungan utama silika dan
alumina
Dalam penelitian ini biaya vitrifikasi adalah biaya
pengadaan bahan gelas (glassfrits)
Seluruh proses yang berkaitan dengan pengadaan,
pembuatan, penggunaan bahan bakar nuklir dan
penanganannya setelah digunakan. Kegiatan daur
bahan bakar nuklir meliputi penambangan dan
pengolahan mineral uranium, plutonium, pemurnian
dan pengayaan kandungan 235U, fabrikasinya
menjadi perangkat bahan bakar, penggunaannya di
reaktor untuk pembangkitan energi dan penanganan
bahan bakar setelah tak terpakai lagi.
fly ash
:
Glassfrits
:
:
abu terbang yang ringan yang timbul dari suatu
proses pembakaran suatu bahan yang lazimnya
menghasilkan abu. Fly ash dalam konteks ini adalah
abu yang dihasilkan dari pembakaran batubara
dengan kandungan utama silika dan alumina
Bahan pembentuk gelas
xvii
Imobilisasi
:
Proses pengolahan limbah menjadi bentuk padat
dengan cara pemadatan, pembungkusan atau
pengapsulan untuk mencegah migrasi atau lepasnya
zat radioaktif sewaktu pengangkutan atau
penyimpanan
Iradiasi
:
Pemaparan pada radiasi pengion secara disengaja
dengan tujuan tertentu..
Radioisotop
:
Beberapa Radionuklida yang mempunyai jumlah
proton yang sama, tetapi jumlah neutron yang
berbeda, misal oksigen mempunyai tiga isotop alam
dengan massa 16, 17, dan 18:
Limbah
aktivitas
rendah
sedang
, dan
.
:
Limbah yang mengandung kadar atau jumlah
radionuklida pada tingkat yang melampaui batas
yang ditetapkan, tetapi lebih rendah dari limbah
aktivitas tinggi. Limbah aktivitas rendah dan sedang
dibedakan menurut limbah berumur paro pendek dan
berumur paro panjang. Limbah berumur paro
pendek dapat disimpan dalam tempat penyimpanan
tanah-dangkal, sedang yang berumur panjang harus
disimpan di tempat penyimpanan tanah-dalam.
:
limbah aktivitas tinggi (LAT) /waste, high level
(HLW) : Adalah limbah berupa:
dan
Limbah
Aktivitas
Tinggi (LAT)
/waste, high
level (HLW)
,
(1) larutan zat radioaktif yang mengandung
sebagian besar zat radioaktif hasil fisi dan aktinida
yang sebelumnya terdapat dalam bahan bakar bekas
dan merupakan larutan residu ekstraksi dari proses
daur bahan bakar nuklir bekas,
(2) hasil solidifikasi limbah butir (1),
(3) limbah aktivitas tinggi selain yang disebutkan
pada butir (1) atau (2).
Limbah
radioaktif
:
Benda yang radioaktif dan atau yang terkontaminasi
zat radioaktif pada kadar yang melampaui batas
keselamatan yang ditetapkan dan tidak dapat
xviii
digunakan lagi
Limbah umur
panjang
:
Limbah yang mengandung radionuklida berumur
paro lebih panjang dari 30 tahun, bersifat toksik
dalam jumlah dan atau kadar tinggi yang
memerlukan isolasi dalam jangka panjang agar tidak
membahayakan lingkungan.
Limbah umur
pendek
:
Limbah yang radionuklidanya berumur paro lebih
pendek dari 30 tahun
99
:
Radio-nuklida yang berumur paro 65 jam, induk dari
99
Tc* yang digunakan untuk membuat generator
99
Mo – 99Tc*.
:
Proses untuk menghilangkan atau memisahkan
Mo
Pelindian
(leaching )
komponen yang dapat larut dari bahan padat karena
kontak dengan air atau pelarut lain.
Penyimpanan
:
lestari geologi
mengungkung limbah beberapa ratus meter di dalam
tanah dalam sehingga tidak menimbulkan paparan
radiasi
yang
berarti
terhadap
manusia
dan
lingkungan meliputi
Radioaktif
:
Mampu memancarkan secara spontan dan terus
menerus radiasi partikel atau elektromagnetik.
Radioaktivitas
:
Peluruhan spontan isotop tak stabil menjadi isotop
lain disertai pemancaran radiasi.
Radiolisis
:
Perubahan kimia akibat radiasi.
Reaktor nuklir
:
Tempat reaksi nuklir berantai dapat dimulai,
dipertahankan, dan dikendalikan. Komponen
terpentingnya ialah teras berbahan bakar fisil,
moderator, reflektor, perisai, pendingin, dan
pengendali.
Solidifikasi
:
Imobilisasi limbah radioaktif berupa gas, larutan
atau cairan dengan cara pemadatan untuk
memudahkan penanganan berikutnya. (Lihat
xix
immobilization; conditioning.)
Umur
paro
(half-life)
:
Waktu yang diperlukan bahan radioaktif meluruh
menjadi separuh aktivitas awalnya.
Vitrifikasi
:
merupakan suatu proses yang mampu menghasilkan
suatu material gelas dimana material limbah dapat
dilarutkan menjadi bagian dari gelas tersebut. Proses
ini biasanya menggunakan suhu tinggi.
Waste loading
:
Waste
Treatment
:
kandungan limbah dalam gelas-limbah
vitrifikasi
operasi atau upaya pengolahan limbah yang \
hasil
bertujuan mengubah karakteristika limbah agar
penanganan berikutnya mudah dan aman dengan
cara reduksi volume, pengambilan zat radioaktif dari
limbah, dan pengubahan komposisi limbah.
xx
DAFTAR SINGKATAN
IPR
:
Instalasi Produksi Radioisotop
IRM
:
Instalasi Radiometalurgi
PTLR
:
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif
LAR
:
Limbah Aktivitas Rendah
LAS
:
Limbah Aktivitas Sedang
IAEA
:
International Atomic Energy Agency
PNNL
:
Pasific Northwest National Laboratory
PLTU
:
Pembangkit Listrik Tenaga Uap
NORM
:
Naturally Occurring Radioactive Material
PLTN
:
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Nasional
BATAN
:
Badan Tenaga Nuklir Nasional
BBN
:
bahan bakar nuklir
BAPETEN
:
Badan Pengawas Tenaga Nuklir Nasional
ICRP
:
International Commission on Radiological Protection
EPA
:
Environmental Protection Agency
BDAT
:
The best Demostrative Available Technology
WL
:
Waste Loading
KETAHANAN KIMIA HASIL VITRIFIKASI LIMBAH RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA
Disusun oleh :
Ratna Budiarti
2108 0110 4000 40
Mengetahui
Komisi Pembimbing
Pembimbing Utama
Pembimbing Kedua
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
Dr. Dwi P. Sasongko, M.Si
Mengetahui
Ketua Program Studi
Magister Ilmu Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
iii
KETAHANAN KIMIA HASIL VITRIFIKASI LIMBAH RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA
Disusun oleh :
Ratna Budiarti
2108 0110 4000 40
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji
Pada tanggal 13 Agustus 2012
Dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima
Ketua
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
:………………………………….
Anggota
Dr. Dwi P. Sasongko, M.Si
:………………………………….
Dr. Ir. Hermawan, DEA
:………………………………….
Dr. Hadianto, ST, M.Sc
:………………………………….
Mengetahui
Ketua Program
Magister Ilmu Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA
iv
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang saya susun sebagai syarat
untuk memperoleh gelar Magister dari Program Magister Ilmu Lingkungan
seluruhnya merupakan hasil karya saya sendiri.
Adapun bagian-bagian tertentu dalam penulisan tesis yang saya kutip dari hasil
karya orang lain telah dituliskan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma,
kaidah dan etika penulisan ilmiah.
Apabila dikemudian hari diketemukan seluruh atau sebagian tesis ini bukan hasil
karya saya sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu, saya bersedia
menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang saya sandang dan sanksi–sanksi
lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.
Semarang,
9 Agustus 2012
Ratna Budiarti
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis lahir di Purwokerto pada tanggal 13 Mei 1987.
Putri kedua dari pasangan Bp Kasiman dan Ibu
Kusbiyah.
Menamatkan pendidikan dasar di Sekolah
Dasar (SD) Negeri 1 Cikawung. Setelah lulus dari
Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 1 Ajibarang
pada tahun 2002, kemudian melanjutkan ke Sekolah
Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Purwokerto dan lulus
tahun 2005. Pada tahun 2004 masuk Universitas
Diponegoro, Semarang jurusan Teknik Lingkungan dan lulus tahun 2009. Pada
tahun 2010 mendapatkan kesempatan melanjutkan pendidikan S2 di Magister Ilmu
Lingkungan UNDIP melalui jalur Beasiswa Unggulan Kementerian Pendidikan
Nasional.
vi
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan
rahmat serta hidayahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul
”KETAHANAN
KIMIA
HASIL
VITRIFIKASI
LIMBAH
RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA”.
Penulis menyadari, bahwa tanpa dukungan dan dorongan dari berbagai
pihak, penulisan tesis ini tidak akan berjalan dengan lancar. Oleh karena itu melalui
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA selaku ketua Program Sarjana Ilmu
Lingkungan dan Pembimbing pertama yang telah memberikan bimbingan
serta masukan kepada penulis.
2. Dr. Dwi P. Sasongko, M.Si selaku pembimbing II, terima kasih atas
pengalaman serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi penulis
3. Ir. Herlan Martono, M.Sc, Dr. Ir. Hermawan, DEA, Dr. Hadianto, ST, M.Sc,
selaku tim penguji dalam sidang tesis penulis.
4. Drs. R. Heru Umbara selaku pimpinan PTLR BATAN yang telah
memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian ini.
5. Ir. Husein Zamroni selaku kepala Bidang Teknologi Limbah Dekontaminasi
dan Dekomisioning, Ir. Aisyah, M.T dan Wati, S.T yang telah memberikan
bantuan serta dukungan kepada penulis.
6. Pak Pranjono, Pak Sugeng, Pak Ibnu, Pak Yuli yang telah banyak
membantu dalam proses penelitian.
7. Keluarga tercinta bapak, ibu, kakak yang selalu memberikan dukungan.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih banyak kekurangannya,
oleh karena itu segala kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan.
Penulis
vii
KETAHANAN KIMIA VITRIFIKASI LIMBAH RADIOAKTIF
DENGAN GLASSFRITS ABU BATUBARA
Oleh :
Ratna Budiarti1, Purwanto 1, Herlan Martono2
1
Magister Ilmu Lingkungan, Universitas Diponegoro
2
Badan Tenaga Nuklir Naional (BATAN)
[email protected]
Vitrifikasi merupakan teknologi yang dianggap paling tepat untuk
pengolahan limbah aktivitas tinggi. Namun, teknologi ini memiliki 3 kendala yaitu
biaya, proses serta tuntutan ketahanan gelas-limbah. Penelitian ini bertujuan
mengkaji komposisi glassfrits menggunakan bottom ash, mengkaji ketahanan
gelas-limbah serta menganalisis keuntungan ekonomi pengadaan bahan vitrifikasi
dengan memanfaatkan bottom ash sebagai glassfrits. Penelitian dilakukan dengan
limbah simulasi aktivitas tinggi dengan kandungan limbah (waste loading) 25%.
Gelas yang digunakan dalam penelitian yaitu gelas borosilikat, gelas bottom ash,
serta gelas bottom ash yang ditambah dengan B2O3. Parameter untuk pemilihan
gelas adalah suhu lebur, laju pelindihan, kuat tekan dan biaya. Komposisi gelas
terpilih selanjutnya dianalisis menggunakan XRD serta dilakukan uji pengaruh pH.
Dari hasil penelitian, penambahan B2O3 pada bottom ash mampu menurunkan suhu
lebur. Gelas ini memiliki densitas 2,78 g/cm3, laju pelindihan 6,99 x 10-7 g.cm-2.hr 1
serta mampu menghemat biaya 75, 34%. Dari hasil analisis XRD terbentuk kristal
Ca-Fe-Al-S-Si-O, Fe+2Fe2+3O4,Ca-Mg-Fe-Ti-AlSiO. Uji pengaruh pH terhadap
laju pelindihan menunjukan bahwa laju pelindihan tertinggi pada kondisi asam
Kata kunci : vitrifikasi, Ketahanan kimia, ketahanan mekanik, bottom ash
viii
CHEMICAL DURABILITY OF HIGH LEVEL WASTE VITRIFICATION
USING BOTTOM ASH AS GLASAFRITS
by :
Ratna Budiarti1, Purwanto1, Herlan Martono2
1
Master of Environmental Science, Diponegoro University
2
National Nuclear Energy Agency
[email protected]
Vitrification is considered as the most appropriate technology for HLW
treatment. However, it has constraints, those are processability, economic, and
durability. The purposes of this study is to examine the composition of materials
using bottom ash as alternative glassfrits for vitrification, to assess waste glass
durability of selected glassfrits and analyze the economic advantages of bottom ash
utilization as glassfrits. This research was conducted with simulated High Level
Waste. Glass – waste was melted at its melting point. Glasses used in the study
were borosilicate glass, bottom ash glass, and bottom ash glass added B2O3.
Parameters used for the selected glassfrits were melting temperature, leaching rate
compressive strength and cost analysis. Selected glassfrits was analyzed using XRD
and performed tests to determine the effect of pH on leaching rate. The results
indicated that the addition of B2O3 in glass bottom ash reduced the melting
temperature. This glass has a density of 2.78 g/cm3 , leaching rate of 6.99 x 10-7
g.cm-2.hr -1. Utilization of bottom ash as a glassfrits can save 75, 34% of cost. From
the results of XRD analysis explained that the devitrification formed a crystalline
of Ca-Fe-Al-S-Si-O, Fe+2 Fe2 O4+3, Ca-Mg-Fe-Ti-AlSiO. the influence of pH on the
leaching rate showed that the highest leaching rate was on acidic condition
Key words : vitrification, chemical durability, mechanical durability, bottom ash
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL THESIS .......................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN THESIS .................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN PENULIS....................................................................... iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS ......................................................................................v
KATA PENGANTAR ................................................................................................... vi
ABSTRAK ..................................................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................................. ix
DAFTAR TABEL........................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xv
DAFTAR ISTILAH .................................................................................................... xvi
DAFTAR AKRONIM .................................................................................................. xx
BAB I PENDAHULUAN................................................................................................1
1.1
Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2
Identifikasi Masalah ...................................................................................... 5
1.3
Perumusan Masalah ....................................................................................... 6
1.4
Tujuan Penelitian........................................................................................... 6
1.5
Manfaat Penelitian ......................................................................................................... 6
1.6
Keaslian Penelitian ........................................................................................ 8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 11
2.1
Pemanfaatan Nuklir di Indonesia ................................................................. 11
2.1.1 Sektor Non Energi ....................................................................................... 11
2.1.2 Sektor Energi............................................................................................... 12
x
2.2
Limbah Radioaktif dan Pengolahannya ........................................................ 13
2.2.1 Pengertian Limbah Radioaktif ..................................................................... 13
2.2.2 Klasifikasi Limbah Radioaktif ..................................................................... 13
2.2.3 Bahaya Limbah Radioaktif .......................................................................... 13
2.2.4 Sumber Limbah Radioaktif .......................................................................... 14
2.2.5 Pengolahan Limbah Radioaktif ................................................................................15
2.3
Teknologi Vitrifikasi ......................................................................................................17
2.3.1 Kelebihan Vitrifikasi ................................................................................... 19
2.3.2 Kendala Vitrifikasi ...................................................................................... 19
2.4
Gelas ........................................................................................................... 21
2.4.1 Struktur Gelas.............................................................................................. 21
2.4.2 Komposisi Gelas ......................................................................................... 25
2.5
Gelas Borosilikat ......................................................................................... 26
2.6
Kriteria Gelas-Limbah Hasil Vitrifikasi ....................................................... 29
2.6.1 Ketahanan Kimia Gelas (Chemical Durability) ............................................ 31
2.6.2 Ketahanan Mekanik Gelas (Mechanical Durability) .................................... 33
2.6.3 Faktor-Faktor yang Menyebabkan Pelindihan .............................................. 33
2.7
2.6.3.1
Kecepatan Aliran ........................................................................ 34
2.6.3.2
Suhu ............................................................................................ 35
2.6.3.3
Waktu .......................................................................................... 35
2.6.3.4
Efek Radiolisis ............................................................................ 35
2.6.3.5
Komposisi Kimia ......................................................................... 36
2.6.3.6
Waste Loading ............................................................................. 39
2.6.3.7
pH ............................................................................................... 39
Abu Jatuh (Bottom Ash) ............................................................................... 39
2.7.1 Sifat Fisik .................................................................................................... 40
2.7.2 Sifat Kimia .................................................................................................. 40
xi
BAB III METODOLOGI ........................................................................................... 42
3.1
Kerangka Konsep Teoretis........................................................................... 43
3.2
Kerangka Kerja Pelaksanaan Penelitian ....................................................... 44
3.3
Jenis Penelitian ............................................................................................ 44
3.4
Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................... 45
3.5
Variable Penelitian ...................................................................................... 45
3.6
Alat dan Bahan ............................................................................................ 46
3.6.1 Alat ............................................................................................................. 46
3.6.2 Bahan .......................................................................................................... 48
3.6.2.1
Bahan Kimia................................................................................ 48
3.6.2.2
Abu Jatuh (bottom ash) ................................................................ 49
3.7
Tahapan Penelitian ...................................................................................... 49
3.8
Cara Kerja ................................................................................................... 51
3.8.1 Persiapan Pembuatan Limbah Simulasi........................................................ 51
3.8.2 Pembuatan Gelas dengan Waste Loading 25% ............................................. 52
3.8.2.1
Gelas A (gelas Borosilikat) .......................................................... 52
3.8.2.2
Gelas B (gelas Bottom Ash) ......................................................... 53
3.8.2.3
Gelas C (gelas Bottom Ash + B2O3) ............................................. 54
3.8.3 Pemilihan Komposisi Glassfrits ................................................................... 55
3.8.3.1
Uji Densitas ................................................................................. 55
3.8.3.2
Laju Pelindihan............................................................................ 55
3.8.3.3
Uji Kuat Tekan ............................................................................ 56
3.8.4 Analisis Gelas Terpilih ................................................................................ 57
3.9
3.8.4.1
Pelindihan Variasi pH .................................................................. 57
3.8.4.2
Analisis Struktur Amorf dan Kristalin Menggunakan XRD .......... 57
Tekknik Pengambilan Data .......................................................................... 57
xii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 58
4.1
Pemilihan Bahan Gelas ................................................................................ 58
4.2
Ketahanan Kimia Gelas – Limbah ............................................................... 59
4.2.1 Titik Leleh (Melting Point) .......................................................................... 59
4.2.2 Hasil Uji Pelindihan pada Berbagai Komposisi Gelas .................................. 62
4.2.3 Hasil Uji Densitas Gelas .............................................................................. 63
4.2.4 Hasil Uji Kuat Tekan ................................................................................... 65
4.2.5 Hasil Analisis Biaya Produksi...................................................................... 66
4.3
Komposisi Gelas Terpilih ............................................................................ 68
4.4
Analisis Komposisi Gelas – Limbah Terpilih ............................................... 71
4.4.1 Analisis Struktur Amorf Gelas Terpilih Menggunakan XRD ....................... 71
4.4.2 Pengaruh pH Larutan Terhadap Laju Pelindihan Gelas – Limbah pada Jenis
Gelas Terpilih ............................................................................................. 73
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 76
5.1
Kesimpulan ................................................................................................. 76
5.2
Saran ........................................................................................................... 76
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 77
LAMPIRAN .................................................................................................................. 82
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Penelitian Terkait Vitrifikasi dan Ketahanan Gelas – Limbah .................... 8
Tabel 2.2 Bilangan Oksidasi dan Kekuatan Ikatan Tunggal dari Oksida ................ 24
Tabel 2.3 Kandidat Pengolahan Limbah Aktivitas Tinggi ....................................... 26
Tabel 2.4 Komposisi Gelas Borosilikat ................................................................... 29
Tabel 2.5 Standar Gelas Borosilikat – Limbah Berdasarkan PNC dan Pustaka ..... 30
Tabel 2.6 Efek Komposisi Gelas – Limbah pada Proses dan Produk ....................... 38
Tabel 2.7 Sifat Fisik Khas dari Bottom Ash ............................................................. 40
Tabel 2.8 Komposisi Kimia Abu pada Limbah PLTU Suralaya ............................ 40
Tabel 2.9 Jumlah Produksi Abu Terbang dan Abu Dasar oleh PLTU di Indonesia .. 41
Tabel 3.1 Kerangka Kerja Pelaksanaan Penelitian................................................... 43
Tabel 3.2 Sistematika Pemberian Scoring Menggunakan Skala Likert .................... 44
Tabel 3.3 Karakteristik Bahan Kimia ...................................................................... 48
Tabel 3.4 Kandungan Limbah Simulasi dalam % Berat .......................................... 52
Tabel 3.5 Komposisi Gelas A –Limbah Waste Loading 25% ................................. 53
Tabel 3.6 Komposisi Gelas B - Limbah Waste Loading 25%................................... 54
Tabel 3.7 Komposisi Gelas C - Limbah Waste Loading 25%................................... 54
Tabel 4.1 Perbandingan Komposisi Kimia Gelas Borosilikat dengan Bottom Ash .... 58
Tabel 4.2 Perbandingan Harga Bahan Gelas Skala Lab .......................................... 66
Tabel 4.3 Perbandingan Biaya Bahan Gelas dalam Satu Kali Proses Vitrifikasi .... 67
Tabel 4.4 Parameter Penentuan Komposisi Gelas ................................................... 67
Tabel 4.5 Pemilihan Gelas Menggunakan Skala Likert............................................ 69
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Ilustrasi Bentuk Vitrifikasi ............................................................ 18
Gambar 2.2
Proses Vitrifikasi dalam Skala Industri ............................................. 18
Gambar 2.3
Skema Dua Dimensi Gelas dan Kristal ............................................ 21
Gambar 2.4
Struktur Silikon ................................................................................ 22
Gambar 2.5
Stuktur Gelas Borosilikat ................................................................ 27
Gambar 2.6
Pengaruh Alkali Terhadap Struktur Borosilikat ................................ 27
Gambar 2.7
Penambahan Alkali pada Struktur Gelas Borosilikat ........................ 27
Gambar 2.8
Gelas- Limbah Hasil Vitrifikasi ........................................................ 31
Gambar 3.1
Konsep Kerangka Teoritis .............................................................. 42
Gambar 3.2
Abu Jatuh (Bottom ash) dari PLTU Suralaya ................................... 49
Gambar 3.3
Digram Alir Penelitian ..................................................................... 50
Gambar 4.1
Grafik Hubungan Antara Komposisi Glassfrits dengan Titik
Lebur Gelas...................................................................................... 59
Gambar 4.2
Gelas Bottom Ash dengan Suhu Lebur 1150 ˚C dan 1200 ˚C ............ 60
Gambar 4.3
Gelas Bottom Ash dengan Suhu Lebur 1300 ˚C ................................ 61
Gambar 4.4
Grafik Laju Pelindihan Berbagai Gelas pada Larutan Aquades ......... 62
Gambar 4.5
Grafik Konsentrasi Na yang terlidih Pada Variasi Komposisi Gelas . 63
Gambar 4.6
Grafik Densitas Gelas – Limbah
dengan Variasi Komposisi
Glassfrits .......................................................................................... 64
Gambar 4.7
Gelas A, B, C pada Uji Kuat Tekan .................................................. 65
Gambar 4.8
Grafik Kuat Tekan Gelas dengan Variasi Komposisi ....................... 66
Gambar 4.9
Gambar Struktur Amorf dan Kristal Gelas ........................................ 71
Gambar 4.10 Perbedaan Kristal Pada Bottom Ash dengan Gelas - Limbah ............. 72
Gambar 4.11 Grafik Hubungan pH Larutan dengan Laju Pelindihan ..................... 73
Gambar 4.12 Grafik Hasil Analisi Fe dan Al ......................................................... 74
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Perhitungan Komposisi Limbah dalam WL 25% .................................. 83
Lampiran 2 Perhitungan Komposisi Gelas A-Limbah ............................................ 85
Lampiran 3 Perhitungan Komposisi Gelas B-Limbah ............................................ 86
Lampiran 4 Perhitungan Komposisi Gelas C-Limbah ............................................ 87
Lampiran 5 Perhitungan Uji Densitas ................................................................... 88
Lampiran 6 Perhitungan Laju Pelindihan pada Berbagai Gelas-Limbah ................ 90
Lampiran 7 Perhitungan Kuat-Tekan ..................................................................... 92
Lampiran 8 Perhitungan Biaya Vitrifikasi Skala Lab ............................................ 93
Lampiran 9 Perhitungan Variasi pH ..................................................................... 95
Lampiran 10 Hasil Analisis XRD ......................................................................... 94
xvi
DAFTAR ISTILAH
Aktinida
:
Amorf
:
Bahan
nuklir
Unsur dengan nomor atom dari 90 sampai dengan
103
Struktur gelas yang tidak mengandung kristal,
memiliki struktur yang keras tetapi tidak memiliki
jarak microskopis yang jauh antara kisi-kisinya
Bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan
energi dalam reaktor nuklir.
bakar
:
Bahaya radiasi
:
Situasi atau kondisi yang dapat menimbulkan efek
merusak akibat kesengajaan, kecelakaan dalam
pekerjaan atau radiasi alam
Bottom ash
:
Biaya
Vitrifikasi
Daur
bahan
bakar (nuklir)
:
abu yang relatif berat yang timbul dari suatu proses
pembakaran
suatu
bahan
yang
lazimnya
menghasilkan abu. Bottom ash dalam konteks ini
adalah abu yang dihasilkan dari pembakaran
batubara dengan kandungan utama silika dan
alumina
Dalam penelitian ini biaya vitrifikasi adalah biaya
pengadaan bahan gelas (glassfrits)
Seluruh proses yang berkaitan dengan pengadaan,
pembuatan, penggunaan bahan bakar nuklir dan
penanganannya setelah digunakan. Kegiatan daur
bahan bakar nuklir meliputi penambangan dan
pengolahan mineral uranium, plutonium, pemurnian
dan pengayaan kandungan 235U, fabrikasinya
menjadi perangkat bahan bakar, penggunaannya di
reaktor untuk pembangkitan energi dan penanganan
bahan bakar setelah tak terpakai lagi.
fly ash
:
Glassfrits
:
:
abu terbang yang ringan yang timbul dari suatu
proses pembakaran suatu bahan yang lazimnya
menghasilkan abu. Fly ash dalam konteks ini adalah
abu yang dihasilkan dari pembakaran batubara
dengan kandungan utama silika dan alumina
Bahan pembentuk gelas
xvii
Imobilisasi
:
Proses pengolahan limbah menjadi bentuk padat
dengan cara pemadatan, pembungkusan atau
pengapsulan untuk mencegah migrasi atau lepasnya
zat radioaktif sewaktu pengangkutan atau
penyimpanan
Iradiasi
:
Pemaparan pada radiasi pengion secara disengaja
dengan tujuan tertentu..
Radioisotop
:
Beberapa Radionuklida yang mempunyai jumlah
proton yang sama, tetapi jumlah neutron yang
berbeda, misal oksigen mempunyai tiga isotop alam
dengan massa 16, 17, dan 18:
Limbah
aktivitas
rendah
sedang
, dan
.
:
Limbah yang mengandung kadar atau jumlah
radionuklida pada tingkat yang melampaui batas
yang ditetapkan, tetapi lebih rendah dari limbah
aktivitas tinggi. Limbah aktivitas rendah dan sedang
dibedakan menurut limbah berumur paro pendek dan
berumur paro panjang. Limbah berumur paro
pendek dapat disimpan dalam tempat penyimpanan
tanah-dangkal, sedang yang berumur panjang harus
disimpan di tempat penyimpanan tanah-dalam.
:
limbah aktivitas tinggi (LAT) /waste, high level
(HLW) : Adalah limbah berupa:
dan
Limbah
Aktivitas
Tinggi (LAT)
/waste, high
level (HLW)
,
(1) larutan zat radioaktif yang mengandung
sebagian besar zat radioaktif hasil fisi dan aktinida
yang sebelumnya terdapat dalam bahan bakar bekas
dan merupakan larutan residu ekstraksi dari proses
daur bahan bakar nuklir bekas,
(2) hasil solidifikasi limbah butir (1),
(3) limbah aktivitas tinggi selain yang disebutkan
pada butir (1) atau (2).
Limbah
radioaktif
:
Benda yang radioaktif dan atau yang terkontaminasi
zat radioaktif pada kadar yang melampaui batas
keselamatan yang ditetapkan dan tidak dapat
xviii
digunakan lagi
Limbah umur
panjang
:
Limbah yang mengandung radionuklida berumur
paro lebih panjang dari 30 tahun, bersifat toksik
dalam jumlah dan atau kadar tinggi yang
memerlukan isolasi dalam jangka panjang agar tidak
membahayakan lingkungan.
Limbah umur
pendek
:
Limbah yang radionuklidanya berumur paro lebih
pendek dari 30 tahun
99
:
Radio-nuklida yang berumur paro 65 jam, induk dari
99
Tc* yang digunakan untuk membuat generator
99
Mo – 99Tc*.
:
Proses untuk menghilangkan atau memisahkan
Mo
Pelindian
(leaching )
komponen yang dapat larut dari bahan padat karena
kontak dengan air atau pelarut lain.
Penyimpanan
:
lestari geologi
mengungkung limbah beberapa ratus meter di dalam
tanah dalam sehingga tidak menimbulkan paparan
radiasi
yang
berarti
terhadap
manusia
dan
lingkungan meliputi
Radioaktif
:
Mampu memancarkan secara spontan dan terus
menerus radiasi partikel atau elektromagnetik.
Radioaktivitas
:
Peluruhan spontan isotop tak stabil menjadi isotop
lain disertai pemancaran radiasi.
Radiolisis
:
Perubahan kimia akibat radiasi.
Reaktor nuklir
:
Tempat reaksi nuklir berantai dapat dimulai,
dipertahankan, dan dikendalikan. Komponen
terpentingnya ialah teras berbahan bakar fisil,
moderator, reflektor, perisai, pendingin, dan
pengendali.
Solidifikasi
:
Imobilisasi limbah radioaktif berupa gas, larutan
atau cairan dengan cara pemadatan untuk
memudahkan penanganan berikutnya. (Lihat
xix
immobilization; conditioning.)
Umur
paro
(half-life)
:
Waktu yang diperlukan bahan radioaktif meluruh
menjadi separuh aktivitas awalnya.
Vitrifikasi
:
merupakan suatu proses yang mampu menghasilkan
suatu material gelas dimana material limbah dapat
dilarutkan menjadi bagian dari gelas tersebut. Proses
ini biasanya menggunakan suhu tinggi.
Waste loading
:
Waste
Treatment
:
kandungan limbah dalam gelas-limbah
vitrifikasi
operasi atau upaya pengolahan limbah yang \
hasil
bertujuan mengubah karakteristika limbah agar
penanganan berikutnya mudah dan aman dengan
cara reduksi volume, pengambilan zat radioaktif dari
limbah, dan pengubahan komposisi limbah.
xx
DAFTAR SINGKATAN
IPR
:
Instalasi Produksi Radioisotop
IRM
:
Instalasi Radiometalurgi
PTLR
:
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif
LAR
:
Limbah Aktivitas Rendah
LAS
:
Limbah Aktivitas Sedang
IAEA
:
International Atomic Energy Agency
PNNL
:
Pasific Northwest National Laboratory
PLTU
:
Pembangkit Listrik Tenaga Uap
NORM
:
Naturally Occurring Radioactive Material
PLTN
:
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Nasional
BATAN
:
Badan Tenaga Nuklir Nasional
BBN
:
bahan bakar nuklir
BAPETEN
:
Badan Pengawas Tenaga Nuklir Nasional
ICRP
:
International Commission on Radiological Protection
EPA
:
Environmental Protection Agency
BDAT
:
The best Demostrative Available Technology
WL
:
Waste Loading