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