Hasil Penelitian dan Kegiatal1 PTLR Tahlll1 2006 ISSN 0852 - 2979

KAJIAN FAKTOR LlNGKUNGAN GEOL.OGI TERHADAP LlMBAHDAN PENGHALANG REKAYASA UNTUK PENYIMPANAN LlMBAH DEKAT PERMUKAAN

Arimuladi S P

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN

ABSTRAK

Faktor lingkungan geologi yang meliputi karakteristik dan proses yang terjadi dalam suaturuang/tempat sementara setelah penutupan, menentukan perubahan fisika, kimia, biologi dan kondisimanusia dari wilayah yang menyangkut perkiraan Iepas dan migrasinya radionuklida sebagai akibatterbukanya jalur ke man usia. Ketahanan limbah radioaktif dan penghalang rekayasa dapat menurunkarena lingkungan geologi tersebut. Berdasarkan kajian literatur, kemungkinan proses apa saja darilimbah radioaktif dan penghalang rekayasa yang dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan geologiditelaah, untuk tujuan memperkirakan wilayah yang dapat mempengaruhi lepas dan migrasinyaradionuklida. Dari kajian ini diperoleh 13 sub faktor lingkungan geologi, 12 sub faktor mempengaruhiketahanan limbah radioaktif dan penghalang rekayasa, sub faktor kondisi dan proses thermal dalamGeospher dapat diabaikan.

ABSTRACTGeological environment factors include features and processes occurring within that spatial and

temporal (post-closure) domain whose principal effect is to determain the evolution of the physical,chemical, biological and human conditions of the domain that are relevant to estimating the release andmigration of radionuclides and consequent exposure to man. Hardness of radioactive waste andengineer barrier be able decrease by environmental factors. Disposal system domain geologicalenvironment factors is a category in the International FEP list and is divided into sub-categories. Thereare 13 sub-factors of geological environment, 12 sub-faktors influence hardness of radioactive wasteand engineer barrier, thermal processes and conditions in gheosphere be able excluded.

PENDAHULUAN

Ciri (features) dan proses (processed) dalam limbah dan komponen penghalang

rekayasa dari sistem penyimpanan limbah (output - karateristik source term), ciri penghalang

rekayasa dan limbah adalah sub-katagori dalam daftar internasional Features, Event and

Processed (FEP) dan dibagi dalam FEPs tersendiri yang didapat dengan metode pengkajian

literatur. Faktor konteks pengkajian adalah faktor yang dianalisis akan banyak sekali

menentukan scope anal isis, mungkin ini termasuk faktor yang berhubungan dengan

kebutuhan adanya ketetapan undang-undang / per8lturan, definisi perhitungan batas-batas

nilai yang layak dan kebutuhan dalam suatu fase utama pada pengkajian; yaitu "apakah ilmu

fisik FEPs akan dimasukkan. Sebagai contoh beberapa golongan dari kegiatan manusia ke

depan akan mempengaruhi penyimpanan atau mungkin secara ekstrim juga tidak

berpengaruh terhadap penyimpanan dan juga mungkin tidak termasuk dalam penyimpanan

itu sendiri.

Bagian sistem penyimpanan terdiri dari limbah, penghalang buatan dan penghalang

alami yang mengandung limbah bersama dengan bagian yang potensial terkontaminasi yaitu

geologi dan lingkungan permukaan, lingkungan permukaan dan kegiatan manusia yang

dianggap umum harus dapat memperkirakan pergerakan radionuklida sampai ke manusia

268

Hasil Pene/itian dan Kegiatan PTLR Tahull 2006 ISSN 0852 - 2979

setelah penutupan penyimpanan pada bagian sistem penyimpanan, keduanya mempunyai

tempat dan besaran sementara.

Diharapkan dengan pengkajian ini cakupan sistem penyimpanan faktor lingkungan

seperti ciri (roman), proses dan peristiwa dalam tempat dan lingkup sementara dim ana efek

utamanya adalah penentuan evolosi dari biologi, fisika, kimia dan kondisi manusia pada

lingkungan yang relevan untuk diperkirakan lepas dan migrasinya radionuklida dan

dampaknya ke manusia dapat diprediksi, diinventarisir dan diteliti lebih lanjut.

Proses dan keutamaan lingkungan geologi sekitarnya termasuk repositori seperti

proses dan keutamaan hidrogeologi, geomekanik dan geokimia, keduanya sebelum

ditempatkan dan diadakan perbaikan oleh adanya repositori dan perubahan lainnya untuk

jangka waktu yang panjang.

Lingkungan geologi adalah sub-katagori dalarn daftar FEP Internasional dan dibagi

dalam FEPs tersendiri.

Zone Terganggu, Litologi Tapak

FEPs dihubungkan dengan zone litologi setempat sekitar repositori atau ada

pembukaan penggalian bawah tanah yang lainnya yang menyebabkan ganguan mekanik

selama berlangsungnya konstruksi, serta karateristik dan sifat yang kemungkinan keduanya

berkembang sebelum dan sesudah penutupan repositori.

Zone terganggu mungkin mempunyai berbagai sifat litologi setempat yang tak

terganggu seperti terbukanya retakan atau perubahan sifat hidraulik karena timbulnya

ketegangan pad a relief.

Contoh : - Terbentuknya retakan semasa kontruksi

- Perubahan sifat hidraulik karena timbu!nya ketegangan pad a relief

Lithologi Sekitar Tapak

FEPs dihubungkan dengan karateristik dan sifat di dalam I pada litologi dim ana

repositori ditempatkan (diluar dari zone terganggu oleh konstruksi) mungkin berdua mereka

berkembang sebelum dan setelah repositori ditutup. Sebagian besar dalam FEPs ini akan

digunakan pendekatan dengan zona kering.

Menyangkut sifat termasuk konduktivitas panas dan hidrolika, tekanan dan daya

rusak, porositas dll. Sebagian besar dalam FEPs ini akan digunakan pendekatan dengan

zona kering.

Contoh: Konduktivitas panas dan hidrolika

tekanan dan daya rusak

- porositas

- deskripsi lithologi setempat

269

Hasil Penelitian dan Kegialan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

Unit Lithologi dan Lainnya

FEPs dihubungkan dengan sifat dan karateristik lithologi lainnya dari lithologi setempat

yang kemungkinan keduanya berkernbang sebelum dan setelah penutupan repositori.

Unit lithologi ini dibuat suatu wilayah dim ana repositori ditempatkan. Unit ini

diidentifikasikan didalam wilayah investigasi geologi. Masing-masing unit geologi

dikarakteristikan sesuai dengan geometrinya dan karakteristik serta sifat fisik umumnya.

Perhatian detail terhadap ketidak homogenitas dan ketidak pastian pendekatan dengan

masing-masing unit juga termasuk didalam karakterisasi. Sebagian besar dalam FEPs ini

akan digunakan pendekatan dengan zona basah.

Contoh: - ketidak teraturan stratigrafi

- deskripsi unit-unit lithologi

- heterogenitas

Diskontinuitas Skala Besar di Geosper

FEPs dihubungkan ke sifat cliskontinuitas dan karakteristik di dalam dan diantara zona

basah dan kering termasuk sesar (fault), zona rusak, gangguan bendungan/saluran dan

interface diantara berbagai macam lipe batuan.

Contoh: - sesar

- gangguan bendungan/saluran

- zona rusak

- interface diantara berbagai macam tipe batuan.

Karakteristik Jalur Transportasi ~:ontaminandi Geospher

FEPs yang dihubungkan ke sifat dan karateristik dari diskontinuitas kecil dan fitur

didalam zona basah dan kering diharapkan ada jalur penting untuk transport kontaminan

melalui geospher, boleh jadi keduanya berevolosi sebelum dan setelah penutupan repositori.

Contoh: - aliran melalui retakan / rekahan

- aliran melalui resapan

- interaksi matrik-rekahan

Kondisi dan Proses Mekanik di Geospher

FEPs yang dihubungkan ke proses mekanik yang berefek terhadap zona basah dan

kering, juga evolusi keseluruhan seiring dengan kondisi waktu. Termasuk efek perubahan

dalam kondisi terse but misalnya kekerasan batuan, dikarenakan penggalian, konstruksi dan

adanya repository dalam jangka lama.

Contoh: - amblesan

- peninggian

270

Hasi! Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 !SSN 0852 - 2979

Kondisi dan Proses Hidrogeologis/hidroulis di Geospher

FEPs yang dihubungkan ke proses Hidrogeologis dan hidroulis yang berefek terhadap

zona basah dan kering, juga evolusi keseluruhan seiring dengan kondisi waktu. Termasuk

efek perubahan dalam kondisi tersebut misalnya bagian luar/depan hidroulis, dikarenakan

penggalian, konstruksi dan adanya repository dalam jangka lama.

Rezim hidrogeologis adalah karakterisasi terhadap komposisi dan pergerakan melalui

air yang berkaitan dengan formasi geologis dalam kawasan repository dan faktor kontrolnya.

Diperlukan pengetahuan dimana terdapat zona pengisian, pemberhentian dan pelepasan dari

sistem aliran air tanah, kejenuhan dan faktor-faktor lainnya yang mungkin berpengaruh

terhadap hidrogeologis, seperti efek densitas dikarenakan gradien salinitas atau gradien

temperatur. Perubahan rezime hidrogeologis karena konstruksi dan/atau adanya repository

termasuk apa yang ada didalamnya.

Contoh:

- Intrusi larutan garam

- Aliran Darcy

- Non aliran Darcy

- aliran pada retakan/rekahan

- Infiltrasi: * arah aliran

* pelepasan air tanah ke permukaan, telaga, sumur, muara dan ke laut.

- Kanal dan jalur aliran utama: pengisian, pemberhentian dan pengeluaran air tanah

- Kondisi jenuh dan tak jenuh: aliran diantara dua air t,mah.

Kondisi dan Proses Kimia/Geokimia dalam Geospl1er

FEPs yang dihubungkan ke proses Kimia dan geokimia yang berefek terhadap zona

basah dan kering, juga evolusi keseluruhan seiring dengan kondisi waktu. Termasuk efek

perubahan dalam kondisi tersebut misalnya Eh, pH, dikarenakan penggalian, konstruksi dan

adanya repository dalam jangka lama. Rezim hidrokimia mengacu ke kimia air tanah pad a

formasi geologis dalam kawasan repository dan faktor kontrolnya. Hal terse but memerlukan

pengetahuan kimia air tanah termasuk spesifikasi, daya larut (solubility), complex ant, kondisi

redox (reduction/oxidation), komposisi mineral batuan dan proses pelapukan/ketahanan

terhadap cuaca, salinitas dan gradien kimia. Perubahan rezim hidrokimia karena konstruksi

dan/atau adanya repository termasuk apa yang ada didalamnya.Contoh:

- Perubahan pH

- Perubahan potensial redox: * perubahan mineralisasi

271

Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

* efek pH semen pad a lingkungan, tanah dsb.

* efek non-radioaktive solute plume

Kondisi dan Proses Biologis/biokiimia dalam Geospher

FEPs yang dihubungkan ke proses Biologis dan biokimia yang berefek terhadap zona

basah dan kering, juga evolusi keseluruhan seiring dengan kondisi waktu. Termasuk efek

perubahan dalam kondisi tersebut misalnya populasi mikroba, dikarenakan konstruksi dan

adanya repository dalam jangka lama.

Contoh:

- Timbulnya chelating agents:* pengaruh pH

* Perubahan populasi mikroba

- Pengaruh potensial redox: * mempertinggi mobilitas mikrobiologi

Kondisi dan Proses Thermal dalam Geospher

FEPs yang dihubungkan ke proses thermal yang berefek terhadap zona basah dan

kering, juga evolusi keseluruhan seiring dengan kondisi waktu. Termasuk efek perubahan

dalam kondisi tersebut misalnya temperatur, dikarenakan konstruksi dan adanya repository

dalam jangka lama.

Mengacu rezim geothermal terhadap sumber-sumber panas geologi, distribusi panas

oleh konduksi dan transport (konveksi) dalam zat cair, dan akibat medan panas atau gradient.

Perubahan rezim geothermal dikarenakan konstruksi dan/atau adanya repository termasuk

apa yang ada didalamnya.

Contoh: Bio-heat: * perubahan temperatur

* reaksi kimia

Efek dan Sumber Gas dalam Geospher

FEPs yang dihubungkan ke sumber-sumber gas alam dan produksi gas dalam

geospher dan juga efek alami dan gas yang dihasilkan repository pada geospher, termasuk

transport gas-gas terbesar/pentin9 dan juga evolusi keseluruhan seiring dengan kondisi

waktu.

Pergerakan gas dalam geospher akan ditentukan oleh banyak faktor termasuk tingkat

produksi, solubilitas dan permeabilitas gas, dan rezim tekanan hidrostatik.

Contoh:

- Gangguan gas alam

272

Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

Fitur-fitur yang Tidak Terdeteksi dalam Geospher

FEPs yang dihubungkan ke fitur-fitur buatan manusia atau alami dalam geologi

terse but yang mungkin tidak terdeteksi selama penelitian tapak.

Contoh yang mungkin adalah tidak terdeteksinya fitur-fitur zona retakan, kantong­

kantong air asin, atau bagian dari bekas tam bang tua. Beberapa fitur-fitur fisik lingkungan

repository boleh jadi sisa-sisa yang tidak terdeteksi selama survey tapak dan bahkan selama

percobaan penggalian terowongan. Lingkungan geologi alami mengindikasikan kemungkinan

bahwa tipe-tipe tertentu pada fitur-fitur yang tidak terdeteksi mungkin ada dan penelitian tapak

mungkin dapat membatasi tempat pada jarak ukuran maksimum atau minimum ke fitur-fitur

seperti itu.

Contoh:

- Lobang hasil bor

- Lobang, terowongan tam bang atau serambi tambangl

- Gas atau kantong-kantong air asin

Sumberdaya Geologis

FEPs yang dihubungkan ke sumberdaya alami dalam geospher, terutama sekali hal

terse but kemungkinan yang mendorong penelitian atau penggalian pad a atau dekat tapak

repository.

Sumberdaya geologis termasuk minyak dan gas, mineral-mineral padat, air dan

sumberdaya geothermal. Untuk penyimpanan limbah dekat permukaan, penggalian bahan

tam bang dekat permukaan misalnya: pasir, kerikil atau tanah liat boleh jadi akan saling

beradu kepentingan.

Contoh:

- Minyak dan gas

- Pasir, kerikil, tanah liat

- Mineral-mineral padat

- Air

KESIMPULAN

Pengkajian faktor lingkungan geologi yang terdiri atas 13 sub katagori dari segi limbah

radioaktif dan penghalang rekayasa banyak sekali yang dapat dipakai untuk mengkaji

keselamatan penyimpanan limbah dekat permukaan, dari 13 sub katagori tersebut 12

diantaranya terkait dengan ketahanan limbah radioaktif dan penghalang rekayasa, hanya satu

yang dapat diabaikan yaitu pada sub katagori Kondisi dan proses Thermal dalam geospher

yaitu rezim geothermal terhadap sumber-sumber panas geologi, distribusi panas oleh

273

Hasi/ Penelitian dan Kegialan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

konduksi dan transport (konveksi) dalam zat cair dan akibat medan panas atau gradient,

fenomena terse but kemungkinan besar tidak terjadi untuk penyimpanan limbah dekat

permukaan (low-level), fenomena terse but kemungkinan bisa terjadi pada geological disposal

(Iihat lampiran penapisan FEPs). Dari 12 sub katagori factor lingkungan geologi tersebut

masing-masing mempunyai banyak sekali parameter yang perlu dikaji lebih dalam mana saja

yang dapat mempengaruhi secara langsung maupun tidak langsung limbah radioaktif dan

penghalang rekayasa, karena itu perlu ada seleksi lagi oleh para ahli di bidangnya, mengingat

waktu yang sangat lama dan dana yang besar untuk penelitian pada lingkungan geologi tapak

repository tanpa mengurangi resiko yang akan terjadi dan resiko ke depan terhadap

lingkungan geologi.

DAFT AR PUST AKA

1. IAEA. February (1999): Development of an Information System for Features, Events and

Processes (FEPs) And Generic Scenarios for the Safety Assessment of Near Surface

Radioactive Waste Disposal Facilities. Scenario Generation and Justification Working

Group, ISAM Document, Version (0.3).

2. Japan Nuclear Cycle Development Institute. (2000): H12: Project to Establish the Scientific

and Technical Basis for HLW Disposal in Japan. Supporting Report 3 Safety Assessment

of Geological Disposal System.

3. Nuclear Energy Agency - GECD, "Features, Events and Processes (FEPs) for Geologic

Disposal of Radioactive Waste", An International Database. Radioactive Waste

management.

274

Hasi/ Pene/itian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006

o. KONTEKS PENGKAJIAN

1. FAKTOR LUAR

ISSN 0852 - 2979

1.1 Persoalan

Penyimpanan1.2 Kejadian &

Proses Geologi1.3 Kejadlian &

Proses Iklim1.4 Tindakan 1.5Lain-

masyarakat lainkedepan

2. BAGIAN SISTEM PENYIMPANAN : FAKTOR LINGKUNGAN

2.1 Ciri-ciriLimbah &Engineer

2.2 LingkunganGeologi

3.3 LingkunganPermukaan

3.4 Kebiasaan

Masyarakat

3. RADIONUKLIDA / FAKTOR PENCEMAR

3.1 Karateristik Pencemar 3.2 Faktor Migrasi

DAMPAK ~

275

3.3 Faldor Exposur

Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2006 ISSN 0852 - 2979

PROSES PENGKAJIAN KESELAMATAN

~(onteksL")engkajian

IDJambaranLSistim

C'Pengembangan

dan PerbaikanSkenario

[,ImPlemantasi

dan FormulasiModel

~" MelakukanL Analisa 10. Tinjauan danModifikasi

7. Perbandinganterhadap kriteriapengkaj ian

6, Hasi/

276

YA

TIDAK

Hasil Peneh/ian dan Kegia/an PTLR Tahul1 2006

PENAPISAN FEPs

ISSN 0852 - 2979

FAKTOR LING KUNG AN GEOLOGIy (~)

ALAS AN DITOLAK

T (X)01. Zone Terganggu, Litologi Setempat 02. Lithologi Setempat03. Unit Lithologi, dan lainnya04. Diskontinuitas Skala Besar di Geosper05. Karakteristik Jalur Transportasi Kontaminan diGeosper06. Kondisi dan Proses Mekanik di Geospher

07. Kondisi dan Proses Hidrogeologis/hidroulis diGeospher08. Kondisi dan Proses Kimia/Geokimia dalamGeospher09. Kondisi dan Proses Biologis/biokimia dalamGeospherlO. Kondisi dan Proses Thermal dalam Geospher

XTidak dipertimbangkan untukrepository dekat permukaan11. Efek dan Sumber Gas dalam Geospher12. Fitur-fitur yang Tidak Terdeteksi dalam

Geospher13. Sumberdaya Geologi

277