Analisis Keselamatan Probabilistik(Probabilistic Safety Analysis)
D T Sony TjahyaniBidang Analisis Risiko dan Mitigasi Kecelakaan
Pusat Pengembangan Teknologi Keselamatan NuklirBadan Tenaga Nuklir Nasional
Disampaikan padaNational Basic Professional Training Course on Nuclear Safety
Jakarta, 19 - 30 Juli 2004
Materi Kursus
• Latar belakang PSA dan tujuan kursus• Hubungan PSA dan konsep risiko • Tujuan, proses dan tahapan PSA• Kejadian awal• Analisis sistem : analisis pohon kejadian,
analisis pohon kegagalan dan data keandalan
• Kegiatan PSA level 1 pada reaktor riset
Latar Belakang PSA dan Tujuan Materi
• Th 1975 : US-NRC melakukan studi keselamatan reaktor ⇒ kajian tentang risiko kecelakaan pada reaktor daya (komersil) di US ⇒ WASH 1400
• Perkembangannya diterapkan pada reaktor riset dan reaktor daya
• Saat ini diterapkan pada fasilitas nuklir non reaktor
• Tujuan kursus : memberikan pemahaman konsep dan analisis logika PSA level 1, 2 dan 3
Konsep Risiko
• Risiko : kombinasi antara konsekuensi dan kemungkinan terjadinya suatu kejadian
• Konsekuensi : hasil kejadian yang berpengaruh terhadap masyarakat :– Jiwa– Kesehatan– Ekonomi, dll
Konsep Risiko
• Probabilitas/kebolehjadian : kemungkinan terjadinya suatu kejadian
• Frekuensi : jumlah terjadinya suatu kejadian persatuan waktu
Risiko = Frekuensi
x Konsekuensi
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
tuSatuan wakikonsekuens Besarnya
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
tuSatuan WakKejadian
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡KejadianBesarnya
PSA Dan Konsep Risiko
• PSA :– Sesuai dengan konsep risiko– Metoda analitis menjawab 3 hal yaitu :
• Apakah yang dapat membuat kesalahan⇒ Perlu dibuat skenario Kecelakaan
• Bagaimana kemungkinan terjadinya setiap skenario⇒ Harus menghitung frekuensi
• Apakah Pengaruhnya⇒ Menentukan konsekuensi
Tujuan PSA
• Tujuan :1. Mengidentifikasi :
Kejadian awal (initiating event)Sekuensi kejadian yang mempunyai kontribusi terhadap risiko
2. Menentukan ukuran kuantifikasi dari kontribusi terhadap risiko
3. Menentukan evaluasi konsekuensi yang berpotensi pada sekuensi kecelakaan hipotetik
Tujuan PSA
4. Memberikan keputusan terhadap disain, operasi dan tapak reaktor terhadap risiko
5. Menentukan interaksi antara sistem dan manusia/operator
6. Mengatasi kecelakaan dasar disain dengan kegagalan beruntun (multiple failure)
Proses PSA
• Kegiatan PSA : 1. Menemukan titik lemah pada saat
kecelakaan parah (severe accident) 2. Memberikan hasil kuantitatif untuk
penunjang pengambil keputusan
• 3 level PSA
Proses PSA
• PSA level 1 (analisis sistem) :– Isi analisis :
Melihat semua pemicu (initiator) kecelakaanTanggapan/respon dari sistem/operator
− Hasil :Frekuensi teras melelehJenis kontribusi terhadap teras meleleh
Proses PSA
• PSA level 2 (analisis kontainmen) :– Isi analisis :
Frekuensi kegagalan kontainmenModus kegagalan komponen
− Hasil :Kategori pelepasan dari kontainmenFrekuensi pelepasan dari kontainmen
Proses PSA
• PSA level 3 (konsekuensi radiologi) :– Isi analisis :
Konsekuensi kesehatan terhadap masyarakatKonsekuensi terhadap lingkungan
− Hasil :Perkiraan risiko pada masyarakatPerkiraan risiko secara ekonomi
Tahapan PSA level 11. Identifikasi dan pengelompokan kejadian awal
termasuk pemicu berdasarkan kecelakaan dasar disain ⇒ pengalaman operasi
2. Menentukan kriteria sukses berdasarkan analisis keteknikan ⇒ engineer bidang mekanik dan komputer
3. Pembuatan model sekuensi kecelakaan ⇒ pohon kejadian (event tree) dan pohon kegagalan (fault tree) ⇒ engineer untuk sistem, pengalaman operasi & perawatan, ahli pembuat model PSA
Tahapan PSA level 1
4. Estimasi parameter (misal : laju kegagalan komponen) ⇒ ahli statistik, ahli keandalan manusia atau ergonomik
5. Kuantifikasi sekuensi kecelakaan ⇒ ahli PSA6. Dokumentasi dan evaluasi hasil
Tahapan PSA Level 2
1. Evaluasi kecelakaan kerusakan teras parah :• Fenomena dari proses pelelehan teras• Respon kontainmen terhadap perubahan struktur
berdasarkan analisis struktur2. Mengidentikasi dan mengkuantifikasi fenomena
fisis kecelakaan parah3. Menentukan hasil :
• Probabilitas jenis kegagalan kontainmen• Waktu dari kegagalan kontainmen• Fraksi dari radionuklida yang dilepaskan ke udara
(source term)
Transpor Produk Fisi Dan Proses Disposisi
Secara Alami steamaerosol
stefan flow
sedimentation
diffusion
condensation
vaporcondensation
aerosol
thermophoresisimpaction
chem
isor
ptio
n
Pengertian dari CET (Containment Event Tree)
Kejadian Awal,Keg. sistemTindakan op.
Teras rusakIntegritasKontainmen
PelepasanProduk fisiKe lingkungan
Level 1 Level 2
Tahapan PSA level 3
• Analisis tentang model proses transporradionuklida setelah lepas dari kontainmen :– Model deposisi dan transpor di udara
• Paparan radiasi yang diterima langsung• Paparan radiasi dari source term dengan model
plume• Luas daerah kontaminasi• Lamanya waktu paparan
Tahapan PSA level 3
– Pathway model• Jalan yang ditempuh radionuklida masuk ke dalam
tubuh manusia• Dosis yang terakumulasi dalam tubuh manusia
– Model yang membawa pengaruh terhadapkesehatan
• Fatal dan luka yang diharapkan terjadi dalam 1 tahun (acute health effect)
• Kanker yang diharapkan membawa kematian yang terjadi selama hidup (late health effect)
Tahapan PSA level 3
– Model yang berhubungan dengan faktorkonsekuensi lainnya :
• Distribusi populasi• Respon terhadap kedaruratan• Pengaruh ekonomi
Tenaga Yang Dibutuhkan Dalam PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)
PSA Level 1Tugas Perkiraan Tenaga
(OB)Pengumpulan Informasi awal 1 - 2Penyusunan pohon kejadian dan model sistem
29 - 38
Analisis prosedur dan keandalan manusia 2 - 3Pengembangan data 5 - 6Kuantifikasi sekuensi kecelakaan 9 - 12Kejadian eksternal* 14 - 18Analisis ketidakpastian 3 - 4Pengembangan dan interpretasi hasil 2 - 3
J u m l a h 51 - 86
Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)
PSA Level 2
Tugas Perkiraan Tenaga(OB)
Analisis proses fisis 15 - 137Analisis pelepasan radionuklida dan transport 5 – 20Kejadian eksternal 3 – 4Analisis ketidak pastian 2 – 8Pengembangan dan interpretasi hasil 2 -30
J u m l a h (PSA level 1 & 2) 78 - 285
Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)
PSA Level 3
Tugas Perkiraan Tenaga(OB)
Analisis transport ke lingkungan dankonsekuensi
3 – 4
Kejadian eksternal 1 - 2Analisis ketidak pastian 1 – 2Pengembangan dan interpretasi hasil 2 -30
J u m l a h (PSA level 1, 2 & 3) 84 - 295
Kejadian Awal
• Setiap potensi terjadi yang dapatmengganggu jalannya operasi– Dikuantifikasi dengan frekuensi
• Terjadi pada :– Reaktor padam (shut down)– Daya rendah– Daya penuh ⇐ PSA pada umumnya
Kejadian Awal
• Jenis :– Internal : LOCA dan transient– Eksternal : Bencana alam, jatuhnya pesawat, teroris, dll
• Hal yang dilakukan :– Identifikasi secara komprehensif, pemicu yang
mengganggu jalannya operasi– Pengelompokan kejadian awal yang sama berdasarkan
respon system– Kuantifikasi masing-masing kategori kejadian awal
Kejadian Awal
• Pengelompokan kejadian awal :– Kejadian awal yang teridentifikasi :
• Identifikasi sistem keselamatan untuk mencegahkerusakan teras
• Identifikasi sistem pada plant yang diperlukansebagai fungsi keselamatan
• Pengelompokkan kejadian awal pada satu kategoriuntuk kejadian awal yang memerlukan respon yang sama dari plant
Kejadian Awal
– Pengelompokkan ⇒ Analisis pohon kejadian(Event Tree Analysis) ⇒ dilakukan secaraberulang dengan memperhatikan :
• Semua sekuensi kecelakaan sudah dimasukkan danjelas
• Tidak ada sekuensi kecelakaan yang overlapping• Setiap pohon kejadian berlaku untuk semua kejadian
awal dalam satu kelompok