Pengolahan dan Pembuangan Limbah Radioaktif

Beranda

...

The Lounge
Pengolahan dan Pembuangan Limbah Radioaktif

Third.Reich

17-11-2015 08:49

Pengolahan dan Pembuangan Limbah Radioaktif

Quote:

Semua bagian dari daur ulang bahan bakar nuklir menghasilkan limbah radioaktif dan biaya untuk mengatur dan membuang limbah ini sudah termasuk pada biaya tagihan listrik yang mana dibayar oleh para pengguna energi listrik. Pada masing-masing tahap siklus daur ulang bahan bakar nuklir, ada beberapa teknologi yang telah terbukti aman untuk membuang limbah radioaktif. Dan telah digunakan pada limbah nuklir tingkat rendah dan menengah. Sedangkan untuk limbah nuklir tingkat tinggi, beberapa negara menunggu hingga terakumulasi cukup banyak untuk dilakukan pembuangan / penyimpanan secara geologi, sementara negara lain seperti Amerika, memiliki masalah politik terkait akan hal ini.

Tidak seperti limbah industri lain, tingkat bahaya semua limbah nuklir, keradioaktifan nya, akan hilang seiring dengan waktu. Masing-masing radionuklida yang ada pada limbah memiliki “paruh waktu”, ini adalah waktu yang dibutuhkan untuk atom-atomnya mengalami peluruhan, berkurang dan kehilangan energi radioaktifnya sebanyak setengahnya.

Spoiler for half-life:

Radionuklida dengan waktu paruh yang lama biasanya adalah yang memancarkan radiasi alpha dan beta, yang mana membuat mereka mudah ditangani sementara yang memiliki waktu paruh pendek adalah yang memancarkan radiasi sinar gamma yang memiliki daya penetrasi paling tinggi.

Semua limbah radioaktif akan meluruh meluruh menjadi elemen non-radioaktif. Semakin radioaktif sebuah isotop maka semakin cepat pula ia akan meluruh. Tujuan utama mengelola dan membuang limbah radioaktif atau limbah lainnya adalah untuk melindungi orang-orang dan lingkungan di sekitar kita. Ini artinya mengisolasi atau melemahkan limbah tersebut agar konsentrasi dari radionuklida yang dikembalikan ke biosfer tidak berbahaya. Untuk mencapai ini, secara praktis semua limbah akan dipendam dan dikelola, beberapa jelas membutuhkan penyimpanan bawah tanah permanen dengan tingkat kedalaman yang tinggi.

Spoiler for disposal:

Semua limbah beracun harus ditangani dengan aman dan hati-hati, tidak hanya limbah radioaktif. Pada negara-negara yang memiliki fasilitas nuklir, limbah radioaktif terdiri atas 1% dari total limbah beracun industri secara keseluruhan.

JENIS LIMBAH RADIOAKTIF

Spoiler for 1:

Limbah tingkat sangat rendah / Very Low Level Waste (VLLW)

Quote:

Jenis limbah nuklir yang satu ini mengandung material radioaktif pada tingkat yang tidak membahayakan manusia dan lingkungan sekitarnya. Terdiri atas material-material yang sudah dihancurkan (misal: beton, batu bata, logam, katup, pipa, dll) yang dihasilkan selama rehabilitasi atau operasi pembongkaran pada sebuah fasilitas nuklir. Pada industri lain, misal pemrosesan makanan, kimia, baja dll juga menghasilkan limbah jenis ini. Oleh karena itu limbah ini dibuang bersama dengan sampah lain yang dihasilkan di kota-kota, meski negara lain seperti Perancis telah mengembangkan fasilitas untuk menyimpan limbah jenis ini secara spesifik.

Spoiler for 2:

Limbah tingkat rendah / Low Level Waste (LLW)

Quote:

Limbah tingkat rendah dihasilkan dari rumah sakit dan tempat industri, seperti halnya daur ulang bahan bakar nuklir. Ini terdiri atas kertas, peralatan, pakaian, penyaringan dll, yang mana mengandung sejumlah kecil dari material radioaktif yang memiliki waktu paruh cepat. Tidak memerlukan “shielding” selama penanganan dan transportasinya dan sangat cocok untuk penguburan / pemendaman bawah tanah dengan kedalaman rendah.. Untuk mengurangi volume nya, biasanya dilakukan pemadatan atau pembakaran sebelum dibuang.

Quote:

Spoiler for 3:

Limbah tingkat menengah / Intermediate Level Waste (ILW)

Quote:

Limbah jenis ini mengandung material radioaktif dalam jumlah yang lebih tinggi dari limbah sebelumnya dan memerlukan perlindungan khusus dalam penanganannya. Biasanya terdiri atas resin, endapan bahan kimia dan tabung logam, seperti halnya material yang terkontaminasi dari sebuah reaktor yang telah dinonaktifkan. Jenis yang lebih kecil dan yang non solid bisa disimpan dalam beton pembuangan.

Spoiler for 4:

Limbah tingkat tinggi / High Level Waste (HLW)

Quote:

High-Level Waste (HLW) dihasilkan dari pembakaran bahan bakar uranium dalam sebuah reaktor nuklir. Limbah jenis ini mengandung produk fisi nuklir dan elemen transuranik yang dihasilkan dalam inti reaktor. Limbah ini sangat radioaktif dan memancarkan panas yang tinggi, jadi limbah jenis ini membutuhkan pendinginan dan perlindungan / shielding. Memiliki energi panas diatas 2kW/m3 dan bisa disebut sebagai “abu” dari “pembakaran” Uranium. Limbah ini mengandung lebih dari 95% dari keseluruhan radioaktifitas yang dihasilkan dalam proses pembangkit tenaga listrik.

High Level Waste ada 2 macam :
- Yang digunakan kembali sebagai bahan bakar dalam proses daur ulang
- Limbah dari proses daur ulang itu sendiri

Limbah tingkat tinggi sama-sama memiliki material radioaktif yang memiliki paruh waktu singkat dan yang panjang, bergantung pada jangka waktu tertentu, inti radioaktifnya akan meluruh, berkurang menjadi separuhnya hingga pada akhirnya menjadi material yang tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan.

Seberapa banyak limbah nuklir telah dihasilkan ?

Quote:

Seperti yang sudah kita ketahui, volume limbah nuklir yang dihasilkan oleh fasilitas nuklir / PLTN sangatlah kecil dibandingkan dengan limbah-limbah yang lain. Setiap tahunnya, fasilitas nuklir seperti PLTN secara global menghasilkan 200.000 m3 limbah tingkat rendah dan tingkat menengah dan sekitar 10.000 m3 untuk limbah tingkat tinggi termasuk bahan bakar bekas hasil daur ulang yang dikategorikan sebagai limbah.
Pada negara-negara Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), sekitar 300 juta ton limbah beracun dihasilkan tiap tahunnya, tapi limbah jumlah radioaktif hanya 81.000 m3 per tahunnya.

Spoiler for UK Waste:

Di Inggris contohnya, jumlah total limbah radioaktif (termasuk limbah radioaktif yang diharapkan berasal dari fasilitas nuklir yang ada) adalah sekitar 4.7 juta m3 atau sekitar 5 juta ton. 1 juta m3 telah selesai dibuang. Dari total limbah radioaktif yang dihasilkan Inggris, sekitar 94% (sekitar 4.4 juta m3) adalah limbah radioaktif tingkat rendah. Sekitar 6% (290.000 m3) adalah limbah tingkat menengah dan kurang dari 0.1% (1000 m3) adalah limbah tingkat tinggi. Meskipun volume limbah tingkat tinggi relatif rendah, namun mengandung 95% dari total kadar keradioaktifan.

Mengelola Limbah tingkat tinggi

Quote:

Bahan bakar nuklir yang telah terpakai akan menambah jumlah limbah tingkat tinggi yang mana juga bisa digunakan kembali sebagai bahan bakar pada “fuel rods” . Sebuah reaktor nuklir standard menghasilkan 27 ton bahan bakar bekas yang mana bisa dikurangi menjadi 3 m3 per tahun. Keduanya bisa secara efektif dan ekonomis diisolasi, dan bisa ditangani dan disimpan secara aman sejak era nuklir dimulai.

Spoiler for nuclear fuel rods:

Spoiler for pelet bahan bakar nuklir:

Penyimpanan bahan bakar bekas kebanyakan dalam kolam-kolam penampungan yang terhubung dengan masing-masing reaktor, atau dalam satu kolam pada lokasi multi reaktor atau terkadang juga pada lokasi khusus yang terpusat. Jika bahan bakar bekas tersebut di daur ulang, seperti yang dilakukan fasilitas nuklir milik Inggris, Perancis, Jerman, Jepang dan Rusia, limbah tingkat tinggi tersusun atas produk hasil fisi nuklir yang sangat radioaktif dan beberapa elemen transuranik dengan waktu paruh yang panjang.

Spoiler for storage pool:

Material-material ini dipisahkan dari bahan bakar bekas, memungkinkan Uranium dan Plutonium agar bisa di daur ulang. Limbah tingkat tinggi bentuk cair dari proses tersebut harus dipadatkan. Limbah ini juga menghasilkan sejumlah panas dan harus didinginkan. Limbah ini di-vitrifikasi dalam kaca borosilikat, dikapsulkan dalam tabung baja tebal setinggi 1.3 meter dan disimpan untuk nantinya dibuang dalam pembuangan bawah tanah. Material-material ini sudah tidak bisa digunakan lagi dan merupakan limbah murni.

Spoiler for canister:

Setelah penyimpanan selama 40 tahun, bahan bakar bekas itu dikumpulkan dan siap untuk dikapsulkan atau dikemas dalam kontainer khusus, siap untuk dilakukan penyimpanan dengan jangka waktu yang tidak ditentukan atau pembuangan permanen bawah tanah. Metode pmbuangan langsung untuk bahan bakar nuklir bekas telah dipilih oleh Amerika dan Swedia.

Spoiler for pembuangan bawah tanah:

Mendaur ulang bahan bakar nuklir

Quote:

Bahan bakar nuklir bekas, apapun jenisnya akan tetap mengandung sejumlah U-235 yang asli seperti beberapa isotop Plutonium yang telah dibentuk di dalam inti reaktor, dan U-238. Pemrosesan kembali, dilakukan di Eropa dan Rusia, memisahkan uranium dan plutonium ini dari limbah jadi keduanya bisa di daur ulang untuk digunakan kembali dalam reaktor nuklir.

Spoiler for re-processing:

Alternatif untuk bahan bakar nuklir yang telah terpakai adalah :

- Direct Disposal / pembuangan langsung (setelah penyimpanan) ke dalam pembuangan bawah tanah. Material memiliki waktu paruh yang panjang, dan akan memerlukan waktu sekitar 300.000 tahun untuk meluruh setara dengan bijih aslinya.
- Aqueous Reprocessing untuk memisahkan hanya Uranium dan Plutonium. Material kemudian hanya perlu waktu 9000 tahun untuk mencapai tingkat keradioaktifan seperti dengan bijih aslinya.
- Advanced electrometallurgical reprocessing, yang mana memisahkan Uranium, Plutonium dan aktinida minor bersamaan untuk di daur ulang dalam sebuah reaktor cepat. Limbah tersebut hanya perlu waktu 300 tahun untuk mencapai tingkat keradioaktifan seperti bijih aslinya. Metode ini masih belum diterapkan pada skala komersial.

(Reprocessing cenderung memakan biaya lebih banyak)

Quote:

Penyimpanan dan Pembuangan untuk Bahan Bakar Bekas dan Limbah Tingkat Tinggi

Quote:

Ada sekitar 240.000 ton bahan bakar nuklir bekas dalam penyimpanan, kebanyakan lokasi penyimpanan ada di tempat fasilitas nuklir / reaktor berada. Sekitar 90% ada di kolam penyimpanan, lainnya ada di penyimpanan kering. Kebanyakan bahan bakar bekas konsumsi global disimpan dalam penyimpanan-penyimpanan ini dan beberapa darinya sudah ada disana untuk beberapa dekade. Bahan bakar bekas tahunan dihasilkan sekitar 7000 ton dan 3000 ton dari itu semua akan dilakukan pemrosesan ulang.

Berdasarkan GE Hitachi, pada tahun 2015 pendanaan untuk pengelolaan dan pembuangan dari bahan bakar nuklir bekas total sekitar USD100 milyar, sekitar USD51 Milyar di Eropa, USD40 Milyar di AS dan USD6.5 Milyar di Kanada.

Spoiler for pembuangan bawah tanah:

Kolam penyimpanan yang ada pada reaktor-reaktor dan yang terpusat di fasilitas nuklir seperti CLAB di Swedia memiliki kedalaman 7-12 meter. Rak-rak dibuat dari bahan logam dengan penyerap netron di dalamnya. Sirkulasi air berfungsi sebagai tameng dan mendinginkan bahan bakar. Kolam-kolam penyimpanan ini adalah bangunan yang kokoh, terbuat dari beton yang diperkuat rangka baja.

Spoiler for pool:

Kolam penampungan di reaktor seringkali didesain untuk menampung seluruh bahan bakar bekas pakai demi keawetan reaktor. Beberapa tempat penyimpanan telah didinginkan dalam kolam untuk setidaknya 5 tahun atau ruang penyimpanan dengan sirkulasi udara dalam ruang penyimpanan dengan dinding beton.

BONUS :
Bagaimana mekanisme kerja Reaktor Nuklir pada Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Spoiler for bonus:

Demikian trit ane yang gak bermutu ini gan, mohon maaf kalo ada salah kata. Ane ucapkan terima kasih buat semua kaskuser yang sudah nyempetin waktu untuk membaca, ngasi komeng dan rate