ANALISIS KINEMATIKA DAN DINAMIKA DISMANTLING KOMPONENINTERNAL REAKTOR TRIGA MARK II

SuwardiyonoPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif

ABSTRAKANALISIS KINEMATIKA DAN DINAMIKA DISMANTLING KOMPONEN INTERNAL

REAKTOR TRIGA MARK II. Analisis kinematika dan dinamika adalah merupakan bagian dariprogram dekomisioning sebelum dilakukan pekerjaan dismantling. Tujuan anal is is ini untukmendapatkan teknik dismantling dan alat potong yang cocok dengan kondisi instalasi komponeninternal reactor, agar supaya pekerjaan dismantling dapat berjalan dengan baik, efisien danaman bagi para pekerja dan lingkungan. Analisis ini mencakup semua komponen internalreactor, termasuk tangki reactor. Metode analisis yang digunakan adalah disain, gambar,instalasi, fungsi komponen dan simulasi pemotongan komponen. Dengan adanya program inidapat mempermudah pengoperasian alat potong di dalam pekerjaan dismantling,meminimalisasi kecelakan kerja, mudah menghandling limbahnya dan demikian juga limbahyang ditimbulkan oleh alat potong dapat diminimalisasi.

ABSTRACTKINEMA TICS AND DYNAMICS ANALYSIS FOR DISMANTLING COMPONENTS

INTERNAL OF TRIGA MARK II REACTOR. Kinematics and dynamics analysis is a part ofdecommissioning program before dismantling task. Aims of this analysis to obtain the bestdismantling technique and cutting tolls which agree with installation condition of reactor internalcomponents, for the dismantling task can good on going, efficient and high safety for workersand environment. This analysis cosist of reactor internal components, include reactor tank. Theanalysis methode is used of design, drawing, installation, funtion of component, and componentcutting simulation. With this program can be easy in the operation of cutting tolls in thedismantling task, minimize of worke accident, easy to handling of waste and also minimize wastegenerated by cutting tolls."

~

PENDAHULUANPekerjaan utama dekomisioning reaktor riset dan fasilitas nuklir adalah

dismantling dan pengelolaan limbah radioaktif dari semua jenis komponenreaktor dan fasilitas nuklir serta limbah radioaktif yang ditimbulkan dalampekerjaan dismantling. Analisis kinematika dan dinamika merupakan langkahpenting yang harus dilakukan sebelum melakukan pekerjaan dismantling, untukmengatasi limbah komponen internal reaktor yang mempunyai paparan radiasicukup tinggi yang membahayakan terhadap manusia dan lingkungan. Analisiskinematika dan dinamika dilakukan setelah karakterisasi komponen internalreaktor selesai dilakukan. Karakterisasi komponen internal reaktor melakukanidentifikasi mengenai jenis material, jenis radionuklida, tingkat paparan radiasidan menginventarisasikannya. Hasil analisis kinematika dan dinamikakomponen internal reactor, s.ebagai dasar untuk menentukan kinematika dandinamika alat potong yang akan digunakan di dalam pekerjaan dismantling.Alat-alat potong tersebut masih harus dimodifikasi terlebih dahulu, karena padaumumnya alat-alat potong yang tersedia dipasaran belum siap digunakan untukmelakukan dismantling. OJ dalam modifikasi alat potong ini juga dirancangteknik pengoperasian sistem jarak jauh, dengan sistem master- sleave

Hasi! Penelitian Tahun 2000

manipulator atau robot yang disesuaikan dengan kondisi instalasi komponeninternal reaktor. Pemilihan alat potong dengan melalui beberapa analisis sepertiini, pekerjaan dismantling dapat berjalan dengan lancar, efisien, aman, selamatdari paparan bahaya radiasi yang berlebihan dan dapat meminimalisasi limbahradioaktif yang ditimbulkan. Dari hasil pengukuran pad a waktu up-grading 2000KW Reaktor Triga Mark II Bandung (RTMB), terdapat beberapa komponenyang memerlukan handling khusus karena memiliki paparan radiasi yang cukuptinggi. Hal ini terjadi karena kompopnen tersebut teraktivasi. Aktivasialumunium dan stainless steel didominasi oleh nuklida Co-50, permukaanreflektor oleh nuklida Cs-137, dan grafit oleh nuklida H-3 dan C-14.Berdasarkan data-data paparan radiasi tersebut sangatlah mustahil dilakukanpemotongan komponen internal reaktor secara langsung oleh manusia denganmenggunakan alat potong. Pemotongan harus dilakukan menggunakan alatpotong dengan sistem operasi jarak jauh seperti mastersleave, robot atau alatpotong yang telah modifikasi, disesusikan dengan kondisi komponen yang akandipotong. Upaya tersebut adalah untuk mengurangi terjadinya paparan radiasiterhadap para pekerja dan penyebaran material atau debu-debu radioaktif yangditimbulkan pada waktu dilakukan pemotongan/dismantling kelingkungan.Sistem pewadahan dan transportasi dari lokasi dismantling menujupengangkutan untuk pengolahan atau penyimpanan dapat ditentukan dengansistem yang lebih aman dan efektif. Dengan demikian prinsip keselamatankerja radiasi ALARA dapat terpenuhi.

ANALISIS KINEMA TIKA DAN DINAMIKA

Analisis Kinematika dan Dinamika KomponenLingkup kerja analisis kinematika dan dinamika terdiri dari semua

komponen internal reactor dan tangki reaktor, lihat Gambar 1. Analisiskinematika dan dinamika dilakukan setelah karakterisasi komponen-komponeninternal reaktor Triga Mark II Bandung, dengan menginventarisasi mengenaijenis material, radionuklida, tingkat paparan radiasi seperti yang terlihat padaTabel 1. Selanjutnya dilakukan analisis kinematika dan dinamika denganbantuan disain, gambar, instalasi dan fungsi dari komponen tersebut. Analisiskinematika mempelajari dan menganalisis semua gerakan relatif komponenserta interferensinya di dalam instalasi. Analisis dinamika mempelajari dan

menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada komponen dan gerakan yangdihasilkan oleh gaya-gaya tersebut pada waktu difungsikan maupun dalamkeadaan diam, letak kesetimbangan dan stabilitasnya, sehingga diperoleh data-data komponen tersebut mengenai aspek keselamatan kerja jika dilakukanpemotongan dan akses yang dapat dilakukan oleh alat potong secara optimal.Dari data-data yang diperoleh dapat di analisis dan ditentukan teknikpemotongan komponen, sehingga pemilihan alat potong benar-benar telahdisesuaikan dengan kondisi komponen yang akan dipotong. Adapun alat-alatpotong yang sering digunakan biasanya ada dua jenis, yaitu: alat potong termaldan alat potong mekanik. Kedua alat potong tersebut dapat dioperasikanmenggunakan sistem operasi jarak jauh dengan kondisi di dalam air maupun diluar air. Dasar pemilihan alat potong dengan pengoperasian jarak jauh yang

150Hasil Penelitian Tahun 2000

akarl digunakan apakah harus menggunakan alat potong termal atau alatpotong mekanik ditentukan dari hasil analisis kinematika dan dinamika sertakarakterisasi komponen yang akan dipotong.

151Hasil Penelitian Tahun2000

Tabel1. Karakterisasi Komponen Internal Reaktor Triga Mark II Bandung( Up-Grading ~OOO KW )

No. Jenis Komponen RadioNuklida

Paparan Radiasi

( Rad/Jam )Material Pengukuran

Co60Cs 137H-3,C14

Co60 I

Cs 1371

AI 6061 T6Grafit

1 Reflektor 66 09/05/1996

2 Pipa Reflektor AI 6061 T6 70-110 09/05/1996Co 60Cs 137

3 Bellow AI 6061 T6 110-130 09/05/1996

Co GOCs 137

4 Klem Bellow AI 6061 T6 110 -150 09/05/1996

Co60Cs131

5 Permukaan C.T. AI 6061 T6 560 09/05/1996Co60

Cs 1376 Rak Fuel AI 6061 T6 8 09/05/1996

Ca60Cs 137

7 Lazy Susan

ThermalizingColumn

Thermal Column

AI 6061 T6 1000-2500 22/05/1996

Co60Cs 137

8 AI 6061 T6 0,3 -3 05/03/1997

Co60Cs137

9 AI 6061 T6 0,2 ~ 3,2 05/03/1997

Co 60Cs 137

10 Beam Port AI 6061 T6 0,28 -1,5 05/03/1997

Analisis Kinematika dan Dinamika Alat PotongAnalisis kinematika dan dinamika alat potong adalah mempelajari dan

merancang sistem alat potong beserta alat pendukungnya. Alat potongdirancang agar mampu melakukan gerakkan pemotongan komponen di dalamtangki reaktor dan memiliki setabilitas yang kokoh. Seperti pada Gambar 2.

Gambar 2. Analisis Kinematika Dan Dinamika Alat Potong

152HasiJ PeneJitian Tahun 2000

Analisis kinematika dan dinamika alat potong. Alat potong gergaji piringanditopang dan digerakan oleh sistem robot, robot penopang dapat bergerakmaju mundur, batang pemegang pisau gergaji piringan dapat melakukangerakkan kekiri-kekanan dan naik-turun serta berputar 360°, pisau gergajipiringan melakukan pemotongan dengan gerakkan memutar; Gambar 3.memperlihatkan interferensi alat potong dengan komponen tangki reaktor;Gambar 4. analisis kinematika instalasi alat potong sistem remot dan crane.

Gambar 3. Interferesi Alat Potong Dengan Komponen Tangki Reaktor

Gambar 4. Analisis Kinematika Instalasi Alat Potong SystemRemot Dan Crane

HasH Penelitian Tahun 2000 153

Analisis Kinematika

KomponenTansportasi dan Pewadahan pad a Dismantling

Pemotongan komponenSetelah dilakukan kajian dan rancang bangun alat potong dan dipilih

yang paling cocok untuk melakukan pemotongan komponen internal reactor,maka langkah selanjutnya harus ditentukan ukuran besar potongan komponen

dengan membagi menjadi beberapa bagian. Besarnya potongan disesuaikandengan kapasitas grip pengangkat maupun kontainer/wadah potongan limbahyang telah disiapkan. Gambar 5 .menunjukkan teknik pemotongan bejanatekan reaktor menjadi beberapa segmen. Gambar 6, teknik pemotong plasmadengan manipulator robot (alat potong termal). Gambar 7, teknik pemotonggergaji dengan mastersleave manipulator (alat potong mekanik).

Gambar 5. Teknik Pemotongan Bejana Tekan Reaktor

Gambar 6. Teknik Pemotongan Plasma Dengan Manipulator Robot

154Hasil Penelitian Tahun 2000

Gambar 7. Teknik Pemotongan Gergaji Dengan Mastersleave Manipulator

Grip Potongan KomponenPad a waktu melakukan pemotongan komponen, grip sebagai pemegang

sudah dipasang pada bagian komponen yang akan dipotong sedemikian rupasehingga pada waktu pemotongan selesai bagian potongan tersebut tidak jatuhke bawah dan dapat langsung diangkat ke alas dan dimasukan ke dalamkontainer/wadah yang telah disiapkan.

Transportasi Potongan KomponenBagian komponen yang sudah dipotong dan sudah dijepit dengan grip,

maka sudah siap diangkat. Grip tersebut merupakan rangkaian pengangkat

yang dipasang pada bagian ujungnya yang dihubungkan dengan kabel/slingdan digulung oleh drum pengangkat, sehingga pengangkatan potongankomponen tersebut tinggal menekan tombol pengoperasian, Selanjl,Jtnyadimasukan ke dalam kontainer limbah. Untuk menghindari paparan radiasiyang berlebihan terhadap para pekerjanya, wadah limbah atau kontainertersebut ditempatkan sedekat mungkin dengan lokasi grip pengangkat.

PewadahanUntuk pewadahan potongan komponen disiapkan kontainer/wadah yang

disesuaikan dengan jenis komponen, tingkat paparan radiasi danradionuklidanya. Kontainer yang digunakan dapat berbentuk kotak/bok atauberbentuk silinder/bulat yang didisain agar mampu sebagai wadah sekaligusperisai radiasi. Jika potongan komponen telah dimasukkan di dalam wadahlimbah tidak membahayakan lagi bagi para pekeja, pengankutan danlingkungan. Wadah limbah/kontainer juga didisain memenuhi uji mekanis danuji termis.

Hasil Penelitian Tahun 2000 155

,."

Transportasi KontainerPengangkutan kontainer/wadah limbah dari lokasi dismantling

menggunakan pesawat pengangkat/crane yang telah disipkan pad a instalasidismantling. Selanjutnya menggunakan alat angkut forklif, lori atau langsungnaik di atas truk pengangkut limbah radioaktif. Se!anjutnya limbah tersebutdibawa ke tempat penyimpanan sementara, pengolahan atau lansung kepenyimpanan lestari.

PEMBAHASANPermasalahan yang sering terjadi di negara berkembang yang belum

maju di bidang teknologi maupun rancang bang un, analisis kinematika dandinamika ini jarang dilakukan bahkan diabaikan dengan alasan dana dansumber daya manusia. Pad a umumnya pekerjaan dismantling dilakukan padapokok sasarannya saja. Akibatnya komponen internal reaktor berantakan diluar gedung reaktor yang potensi menimbulkan permasalahan sepertipencemaran lingkungan, penanganan komponen menjadi lebih sulit. Kalaudismantling dilakukan akan memakan waktu lebih lama karena memerlukanpenambahan peralatan dan memerlukan dana yang lebih besar. Limbahsekunder yang ditimbulkan akan lebih banyak, dan para pekerjanya akanmenerima dosis radiasi yang lebih besar.

KESIMPULANOengan analisis kinematika dan dinamika komponen internal reaktor

sebelum dilakukan dismantling, maka pemilihan alat-alat potong akan lebihtepat, efisien, aman penggunaanya, dapat meminimalisasi limbah yangditimbulkan, lebih mudah menghandling serta transportasi limbahnya. Oasisradiasi yang diterima oleh para pekerja dapat diminimalisasi, demikian jugapenyebaran radiasi kelingkungan dapat dihindari.

DAFTARPUSTAKA1. MITSUO TACHIBANA, Computer Simulation Systems for Analyzing

Optimum Dismantling Procedures on Nuclear Facilities, JAERI, Japan,December 1997

2. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, State of the Art Technologyfor Decontamination and Dismantling of Nuclear Facilities, TechnicaalReports Series, No. 395, Viena, 1999

3. SUWARDIYONO, WASITO, SUTOTO, Studi Dismantling Fasilitas Nuklir,Jurnal Teknologi Pengelolaan Limbah, Volume1 No.2, Jakarta, Desember1998

4. MUHAMMAD FARUQ, Program Up-Grading 2000 KW Sebagai AntisipasiDekomisioning Reaktor Triga Mark II Bandung, Jurnal TeknologiPengelolaan Limbah, Volume 1 No.2, Jakarta, Oesember 1998

5. ARGONNE NATIONAL LABORATORY, Technology Development DivisionDecontamination and Decommissioning Program, USA., FY. 1999

Hasil Penelitian Tahun 2000 156