DISTRIBUSI PARTIKULAT DAN HUBUNGANNYA DENGAN …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...
Transcript of DISTRIBUSI PARTIKULAT DAN HUBUNGANNYA DENGAN …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561
DISTRIBUSI PARTIKULAT DAN HUBUNGANNYA DENGANKONTAMINASI ZAT RADIOAKTIF DI UDARA PADAOPERA TlNG AREA SERTA SERVICE AREA INST ALASI
RADIOMET ALURGI
Budi Prayitno
ABSTRAK
DISTRIBUSI PARTIKULAT DAN HUBUNGANNYA DENGAN KONTAMINASI ZAT
RADIOAKTIF 01 UDARA DAERAH OPERATING AREA SERTA SERVICE AREA
INSTALASI RADIOMETALURGI. Pengukuran Distribusi Partikulat dan Hubungannya
dengan Kontaminasi Zat Radioaktif di Udara pada Operating Area Serta Service
Area Instalasi Radiometalurgi. Pengukuran distribusi partikulat dilakukan denganmenggunakan alat ukur distribusi partikulat tipe GT- 521 dan Porta Cont buatan TSI
USA, sedangkan untuk mengetahui besarnya kontaminasi zat radioaktif di udara
dilakukan dengan menggunakan pencuplik udara dan hasilnya dicacah dengan
menggunakan detektor alpha tipe SAC-4. Dari hasil pantauan distribusi partikulat
tersebut dipelajari hubungannya dengan aktivitas zat radioaktif alpha yang terdapat di
udara. Dari hasil pengukuran I pantauan tersebut ada kecenderungan semakin tinggi
nilai distribusi partikulat semakin besar pula aktivitas zat radioaktif alpha yang terdapat di
udara. Dari distribusi partikulat menunjukkan daerah Operating Area merupakan Class
100.000 (M7). Sedangkan pantauan radioaktifitas alpha di udara memenuhi persyaratan.
PENDAHULUAN
Instalasi Radiometalurgi Pusat
Teknologi Bahan Bakar Nuklir ( IRM-PTBN)
memiliki 12 bilik panas yang terdiri dari 3 bilik
beton dan 9 bilik baja serta laboratorium
analisis pendukung lainnya. Dengan fasilitas ini
IRM-PTBBN dapat melakukan uji Pascairradiasi elemen bekas baik untuk elemen
bekas eksperimental maupun elemen bekas
reaktor daya serta bahan struktur untuk
pendukung pembuutan elemen bakar nuklir.
Karena kegiatannya tersebut dimungkinkan
timbulnya bahaya radiasi externa maupun
intern a bagi para pekerja radiasi yang bekerja
didalam instalasi tersebut. Bahaya radiasi
externa dapat ditimbulkan karena pekerja
radiasi menerima paparan radiasi melebihi
batasan yang diizinkan ( 25 IJ Sv I Jam )
ataupun dibawahnya ( efek stokastik ) yang
tidak mempunyai dosis ambang. Sedangkan
bahaya radiasi interna dapat terjadi
diantaranya karena adanya kontaminasi zat
260
radioaktif di udara yang melebihi batasan yang
diizinkan (20 Bq I m3 ). Bahaya radiasi interna
dapat disebabkan diantaranya karena sistem
ventilasi yang kurang baik atau bocornya
sistem saluran udara buang serta tidak
berfungsinya sistem tekanan negatif antarzone didalam instalasi nuklir tersebut.
Semua udara yang keluar dari
laboratorium IRM maupun hot cell IRM
dikumpulkan pada satu saluran udara buang
(exhaust air room) dan dilepas ke lingkungan
melalui cerobong setinggi 60 meter. Pergantianudara didesain berdasarkan standard IAEA
(Safety saries NO.30 th 1981), untuk daerah
hijau ( zone II) : 5 - 10 kaliljam dan untuk
daerah kuning (zone III): lebih dari 5 kali/jam
serta daerah merah (zone IV) : 10 - 30
kaliljam. Untuk menjamin kesempurnaan
ventilasi yaitu aliran udara mengalir dari
daerah yang lebih bersih menuju ke daerah
dengan risiko kontaminasi lebih tinggi. IRM
J.
,.
ISSN 0854 - 5561
dibagi menjadi 4 daerah tekanan negatif
sebagai berikut :
1. Zone I dengan tekanan : 0 - 50 Pa
2. Zone II dengan tekanan : 70 - 100 Pa
3. Zone III dengan tekanan : 120 - 150 Pa
4. Zone IV dengan tekanan : di atas 250 Pa
Menurut standard IAEA dari Safety
Series No. 17 "Technique for Controlling Air
Pollution from the Operation of Nuclear
Facilities" selisih tekanan negatif kira-kira - 2,5
mm wg atau 24,5 Pa .. Untuk memperoleh
perbedaan tekanan masing-masing daerah
digunakan Automatic Control Damper. Kondisi
udara tergantung pad a fungsi masing-masing
ruang. Secara garis besar tingkat suhu dan
kelembaban udara pada ruangan
dikelompokkan sebagai berikut:
1.Tempat kerja pernldnen, laboratorium &
ruang kontrol(220 - 250)oC, (45 - 65)RH (Relatif Humidity)
2. Ruang-ruang operasional/mesin-mesin listrik200 - 350C, max 65% RH
3. Sel baja: maks 400C, maks 60% RH4. Sel beton maks 600C, maks 60% RH
Selain dari aturan aturan tersebut
diatas. ada aturan lain yang perlu diperhatikan
yaitu standar bersih laboratorium. Standar
bersih laboratorium yang dipakai oleh badan
standar di Amerika (NBS) atau dikenal dengan
NIST (National Institute Standard and
Technology. Laboratorium yang sistem udara
masuk menggunakan filter HEPA biasanya
keadaan udara didalam laboratoriumnya
bertujuan untuk mencapai kondisi
261
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005
Laboratorium bersih ( Clean Room ).~Dalam
standar NBS (NIST) ditentukan tiga klas
laboratorium yaitu : Ordinary Laboratory, CleanRoom dan Clean Hood. Untuk standar clean
room ini ditentukan sebagai Class 100 dengan
pengertian jumlah partikulat lebih kecil atau
sama dengan 100 partikulat I Cubic foot
dengan diameter partikulat 0,5 um. Pada
dasarnya untuk laboratorium analisis yang
menggunakan alat seperti : SEIvt,TEM,UV-VIS
dan sejenisnya kasifikasinya seharusnyaadalah kodisi Clean Room . Untuk kondisi
tersebut harus dipenuhi beberapa persyaratan
diantaranya mengacu kedalam standar tabel1. dibawah ini :
Tabel 1.Konsentrasi Partikulat di dalam
Laboratorium dalam Satuan IJ gram I m3
Berdasarkan standart NIST
FeCuPbCd
Ordinary0,20,020,40,002
Laboratoriu m!
Clean0,0010,00 I 0,000 I ttd
IRoom 2 12 IILaboratory Clean Hood
0,0000,000,000 I 0,000 ILaboratory i 9
73 i 2 I
Disamping itu ada ketentuan
Internasinal lain yang dapat diacu dari standartuntuk Cleansrooms dari Institute of
Environmental Science and Technology.
drafted IES-RP-CC-006-84-T seperti Tabel 2.dibawah ini :
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561
Tabel 2. Konsentrasi Partikulat untuk laboratorium berdasarkan Standar Internasional
75.72657572,6507,57026,50075,700
30.9106309
1,0603,09010,60030,900
0.875:tOO8.7530.0
87,5300875
1,0003,53010,00035,300100,353.01,0003,53010,000.000
247
6182,4706,18024:700
7.0017.570.0175700
Berdasarkan ukurannya yang
dimaksud partikulat yaitu zarah yang
berukuran 0,01 IJ m sampai dengan 5 IJ m.
Partikulat yang berukuran lebih keeil dari 2,5 IJ
m dengan mudah dapat terhisap dan masuk
kedalam saluran pernapasan menuju ke paru
paru. Sementara paru-paru adalah organ tubuh
yang paling lambat mengusir benda asing
tersebut. Kemudian bend a asing tersebutdapat terdeposit di paru-paru dan berakibat
terjadinya kerusakan paru-paru. Badang
Perlindungan Amerika Serikat ( EPA ) tahun
1997 menetapkan standar maksimum
partikulat yang terdapat di udara setiap
tahunnya maksimum sebesar 15 IJ gram
partikulat / m3.
Berdasarkan aturan yang berlaku
untuk menjamin keselamatan pekerja radiasi
yang bekerja di instalasi nuklir seperti IRM ini
perlu dipantau kondisi radioaktifitasnya dan
untuk menunjang hasil anal isis sampei di
laboratorium perlu diketahui distribusi partikulatdidalam laboratorium tersebut.
TATA KERJA
Pegambilan data untukdistribusi
partikulat dan aktivitas radiasi alpha di udara
dilakukan didaerah Operating area dan Service
area Instalasi Radiometalurgi. Untuk distribusi
partikulat dilakukan dengan bantuan alat
menghitung partikulat merek : Porta Count TSI
USA. Alat ini mempunyai kemampuan
menghitung jumlah partikulat secara
keseluruhan dari mulai berukuran 0,01 IJm
sampai dengan 5 IJ m. Sedangkan untuk
mengetahui penghitungan Classrooms
digunakan alat couter partikulat merek :Particle Monitor Instruments model GT - 521.
Adapun lokasi pengambilan jumlah partikulat
dan euplikan udara dapat dilihat di gambar (1)di bawah ini.
Langkah-Iangkah pengambilan cuplikan udara
dengan air samplear dan peneaeahannya
adalah sebagai berikut :
1. Tempatkan alat peneup!ik udara (movable)
ditempatkan ruangan yang akan dipantau
tingkat radioaktivitas udaranya pad a
ketinggian sekitar 150 em.
2. Pasang kertas filter di filter holder
pencuplik udara.
3. Hubungkan alat pencuplik udara dengan
sumber listrik tegangan 220 volt dan
hidupkan sumber listrik.
4. Catat: posisi penunjuk flow ratemeter awal
dan akhir pencuplikan, nomor ruangan
kerja, lama pencuplikan
262
ISSN 0854 - 5561
5. Matikan alat pencuplik udara setelah
pencuplikan selama 15 menit dan matikansumber listrik.
6. Lepaskan kertas filter dengan
menggunakan ·pinset dan tempatkan
dalam wadahnya.
7. Kertas filter hasil cuplikan udara di cacah
dengan detektor alpha model SAC-4selama 5 menit.
8. Hasil cacahan digunakan untuk meng
hitung besarnya aktivitas radioatif alpha di
udara dengan bantuan persamaan (1)
dengan efisiensi detektor sebesar 23 %
Langkah-Iangkah pemantauan distribusi
partikulat dengan GT-521 di udara sebagai-·berikut :
1. Isi (charge) bateray alat GT -521 sekitar 15
jam dan hidupkan alat tersebut dengan
memasang terlebih dahulu filter HEPA
yang tersedia diperangkat alat.
2. Filter HEPA tersebut berfungsi untuk
membersihkan udara I partikulat yangberada didalam alat GT-521.
3. Atur alat untuk diameter partikulat 0,5 fJm
sid 5 !-1mdan lama pencuplikan selama 1
men it serta besarnya satuan dalam
partikulat I liter.
4. Atur alat GT-521 untuk pengambilan
berbatas bawah dan berbatas atas (mode:
Difference)
5. Lengkapi alat dengan perangkat ujung
pengambilan partikulat.
6. Operasikan alat ditempat pencuplikan
udara dititik-titik pengambilan masing
masing sebanyak 5 kali setinggi ± 150 Cm.7. Data pantauan langsung terekam di alat
GT-521.
263
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005
Langkah-Iangkah pemantauan distribusi
partikulat dengan Porta Count TSI USA di
udara sebagai berikut :
1. Isi (charge) bateray sekitar 15 jam dan isi
cairan pendingin alkohol yang tersedia
2. Operasikan alat ditempat pencuplikan
udara dititik-titik pengambilan masing
masing sebanyak 10 kali, setingi ± 150 Cm
dan caiat uniui<. masillg-masing data
distribusi partikulat yang ada dilayarmonitor alat.
3. Data bacaan dalam satuan partikulat I Cm3
HasH-HasH dan Pengolahan Data
Adapun lokasi pengambilan
jumlah partikulat dan cup!ikan udara serta
hasil-hasil datanya dapat dilihat pada gambar
(1) dan hasil pengukuran dilihat pad a tabel.3,tabelA, tabel.5,tabel.6 dan tabel.7
,.I ~I~•
~') .". 14iJB
140 P.
Gf ~.~
t7r · '02
I 11}1r
.' ~-i1>
:J ;:~ 0~: ,. ";5
i1>
J,
,? ~g; , l~1~1l;;1'~lol- I""
-1;~
"
~
141)0140 E
.' 'JsTi,;,:
I••
Gambar (1). Peta lokasi pengambilan cuplikan
udara dan jumlah partikulat.
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561
Tabel. 3: Distribusi Partikulat di di Operating Area dengan diameter 0,01 !Jm sid 5 !Jm( Partikulat I Cm 3 )
LOKASI
140A140B140C1400140E
JUMLAH
2.788 ± 412.778 ± 933.579 ± 1762.390 ± 402.892 ± 69PARTIKULAT
Jumlah Rerata Partikulat di Operating Area = ( 2.885 ± 84) partikulat I Cm 3
Tabel.4: Distribusi Partikulat di di Service Area dengan diameter 0,01 IJm sId 5 IJm
( Partikulat I Cm 3 )
LOf<ASI
143A143B
JUMLAH PARTIKULAT
3.597 ± 423.318 ± 34
Jumlah Rerata Partikulat di Service Area = ( 3.458 ± 38) partikulat! Cm 3
Tabel. : Distribusi Partikulat di di Operating Area dengan diameter 0,5 IJm sId 5 IJm untukpenentuan classrooms ( Partikulat I Liter)
DIAMETER
140A140B140C1400!
'140E
!
0,5IJm- 5 IJm
5.5497.9019.4489.82911.441
5IJm
51014724
Rerata distribusi partikulat untuk diameter 0,51JmsId 5IJm (8.834 ± 1.991) Partikulat I Liter
dengan :Ak = aktivitas kontaminasi
3alpha, Bq/m
N = cacah n8tto cuplikan, Cps
V = volume udara yang dihisap, m3
E = efisiensi alat cacah, 23,06 %
Untuk pantauan radioaktif a. di udara
pada daerah Operating Area dan
ServiceArea dilakukan dengan mengguna
kan air sampler. Kemudian kertas filternya
dicacah dengan alat cacah radiasi alpha
model SAC-4 dan hasil berikut ralatnyadapat dilihat di Tabel.6 dan Tabel.7 dibawah
ini. Hasil cacahan radioaktif alpha tersebut
dihitung aktivitas radiasinya dengan
menggunakan persamaan :
264
AK
1
= N x --- x
V Ed...... ( 1 )
radioaktif
ISSN 0854 - 5561
Ralat hasil pengukuran radioaktif alpha
dihitung dengan cara perambatan ralat dari
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005
persamaan (1) dan hasilnya ditampilkan diTabel.6 dan Tabel.7 di bawah ini.
Aktivitas radioaktif a rata-rata di udara pad a daerah service area = (1,570 ± 0,763) Bq/m
Tabel .6: Aktivitas radioaktif a di udara pada daerah operating area
RalatRalatRalatAktivitas±
Waktu
CacahanVolumeEfisienscacahvolumeefisiensiRalat- V (m3)Uam) N (cps) SnSvSe Ak ± Sak- (m3) (Bq/m3 )E (%) (cps) (%)
1
0,1170,37823,060,0450,0070,081,346±0,704
2
0,0950,37823,060,0410,0070,081,086±0,670
3
0,1080,37523,060,0440,0110,081,249±0,670
4
0,1130,37823,060,0450,0070,081,300±0,633
5
0,1010,37823,060,0420,0070,081,155±0,633
Aktivitas radioaktif a rata-rata di udara pada daerah operating area (1,227 ± 0,662) Bq/m3
Tabel .7: Aktifitas radioaktif a di udara pada daerah service area
RalatRalatRalatAktivitas ± Ralat
Waktu
CacahanVolumeEfisiensicacahvolumeefisiensiAk ± Sak- V (m3)
- I
(Bq/m3 )(jam) N (cps) E (%)SnSvSe
(cps)
(m3)(%),
1 0,1320,37823,0610,0480,0070,081,514±0,767
2
0,1430,37523,060,0500,0110,081,650±0,819
3
0,1510,7823,060,0510,0070,081,728±0,845
4
0,1280,37823,060,0470,0070,081,468±0,750
5
0,1280,37223,060,0470,0070,081,492±0,633J
PEMBAHASAN
Oari hasil-hasil data distribusi partikulat untuk
diameter 0,01 IJm sId 5 IJm didaerah Operating
area sebesar = ( 2885 ± 84) partikulat I Cm 3
dan daerah Service Area sebesar = ( 3.458 ±
38) partikulat I Cm 3 terlihat ada kecen
derungan partikulat yang terdapat dilabo
ratorium IRM menuju kedaerah Service Area.
Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan
tekanan antara kedua daerah tersebut yaitu
udara akan bergerak dari Zone 2 (Operating
Area) menuju Zone 3 ( Service Area) atau
dari tekanan yang positif menuju ketekanan
yang lebih negatif. Kemudian jika distribusi
265
partikulat ini dihubungkan dengan kontaminasi
radioaktif alpha yang berada didaerah tersebutakan lebih besar kontaminasi didaerah Service
Area (1,570 ± 0,763) Bq/m3 jika dibandingkan
dengan daerah Operating Area area (1,227 ±
0,662) Bq/m3 . Hal ini wajar karena udara akan
bergerak dari Zone 2 (Operat/ng Area) me
nuju Zone 3 ( Service Area) atau dari tekanan
yang positif menuju ketekanan yang lebih
negatif. Jika dihubungkan dengan ketetuan ke
selamatan kerja terhadap radiasi aktivitas di
kedua daer8h tersebut dibawah batasan yang
izinkan ( Batasan yang diizinkan maksimum 20
) Bq/m3 . Sedangkan untuk distribusi partikulat
Hasi/-hasil Penelitian EBN Tahun 2005
untuk penentuan classrooms ditunjukan pada
tabel. 5 dengan diameter 0,5 ~m sId 5 ~m
berkisar ( 8.834 ± 1.991 ) Partikulat I Liter atau
sama dengan ( 8.834.000± 1.991.000 )
Partikulat I Liter dan jika dihubungkan dengan
standar yang berlaku termasuk dalam
Classrooms 100.000 (M7).
KESIMPULAN dan SARAN
Dari hasil pantauan kegiatan ini dapat diambil
beberapa kesimpulan diantaranya1. Ada hubungan antara banyaknya distribusi
partikulat di daerah Operating Area dan
Service Area dengan tingkat aktivitasradioaktif alpha di udara di daerahtersebut.
2. Secara keseluruhan untuk daerah
Operating Area dan Service Area IRM jauhdibawah batas kontaminasi zat radioaktif
yang diizinkan.
3. Untuk distribusi partikulat di daerah
Operating Area termasuk dalam
Classrooms 100.000 (M7 ).
4. Disarankan agar diusahakan untuk
meningkatkan klasifikasi Operating Area
minimal menjadi Classrooms diatasnya.
266
ISSN 0854 - 5561
DAFTAR PUSTAKA
1. C. Vande Casteele and C. B. Block,Modern Methods For Trace Element
Determination , Copy right 1993 by John
Wily and Sons Ltd, 1993.
2. Surat Keputusan I<epala Badan Pengawas
Tenaga Nuklir No. 011 Ka- BAPETEN / V
99 tentang Ketentuan Keselamatan KerjaTerhadap Radiasi, 1999.
3. Sri Wahyuningsih, Pengaruh Ventilasi Dan
Pengkondisian Udara Terhadap Tingkat
Radioaktivitas Alpha di Udara Pada
Laboratorium Inst81asi Radiometalurgi.
Tugas Akhir Jurusan Tekno Kimia STTNYogyakarta, 2005.
4. Particle Monitor Model GT-521 OperationManual, Met One Instruments,lnc 1600
NW Washington Blvd.
5. Pusat Elemen Bakar Nuklir, "LaporanAnalisis Keselamatan Instalasi
Radiometalurgi", Revisi 3, PEBN, Serpong.1995.