Pengaruh Parameter Lokal Pada Pengkajian Keselamatan Radiasi Desain Penimbusan Akhir Limbah Mineral Ikutan Radioaktif.

Abstract

Bangka adalah produsen timah terbesar kedua di dunia setelah Tiongkok. Hal tersebut disebabkan karena dilalui oleh South East Asia Tin Belt yang merentang dari Myanmar, Tailan Selatan, Malaysia, hingga Pulau Bangka. Timah di alam tidak ditemukan dalam bentuk murni, melainkan sebagai bijih yang mengandung pengotor dan hasil ikutan. Beberapa hasil ikutan, seperti monasit, zirkon, dan iluminite, memiliki nilai jual tinggi, meskipun mengandung radiasi dari Uranium, Torium, dan anak luruhnya. Industri timah menghasilkan terak timah (tin slag) dan limbah yang mengandung radioaktif tinggi. Terak dan limbah yang sudah tidak bernilai ekonomis lagi disimpan kedalam penimbusan akhir (penimbusan akhir), agar tidak memberi efek bahaya kepada manusia dan lingkungan sekitarnya. Penelitian sebelumnya sudah dilakukan pemilihan tapak dan desain penimbusan akhir. Fokus penelitian berikutnya adalah studi sensitivitas parameter dan mencari parameter lokal untu desain penimbusan akhir. Nilai sensitivitas parameter ini penting untuk menentukan parameter mana saja yang boleh memakai parameter regional dan parameter default dan mana saja yang harus memakai parameter lokal. Sehingga kajian keselamatan akan lebih akurat namun lebih hemat sumber daya baik waktu, biaya, dan tenaga karena tidak perlu semua parameter dicari nilai lokalnya. Oleh karena itu perlu diidentifikasi sensitivitas masing-masing parameter. Salah satu parameter penting dalam analisis keselamatan adalah koefisien distribusi (Kd). Penelitian ini bertujuan untuk mencari nilai Kd untuk Uranium dan Torium yang berinteraksi dengan lempung Bangka. Penelitian ini memakai perangkat lunak RESRAD OFFSITE 4.0. RESRAD OFFSITE memiliki 194 parameter yang perlu dicari sensitivitasnya. Sensitivitas parameter diperoleh dengan cara mengubah-ubah nilai suatu parameter menjadi 0,25x, 0,5x, 1,5x, 1,75x dari nilai default sedangkan parameter lainnya tetap tabe dan membandingkannya dengan hasil prakiraan dosis yang semua nilai parameternya default. .Penelitian koefisien distribusi larutan Uranium dan Torium dengan lempung menggunakan prosedur Pasific North West Standard Laboratory. Larutan Uranium dan Torium dilarutkan bersama lempung diaduk dengan shaker lalu dipisahkan kemudian dianalisis menggunakan alat spektrometer UV-Vis dengan variasi waktu, konsentrasi, dan pH. Tingkat sensitivitas parameter dalam RESRAD dibagi menjadi 4 katagori sangat rendah, rendah, sedang, dan tinggi. Sebanyak 97 parameter memiliki sensitivitas sangat rendah sehingga tidak mengubah nilai dosis. Parameter rendah sebanyak 68 parameter contohnya Intake to Animal Product Transfer Factor U-238.. Parameter sensitivitas sedang sebanyak 35 parameter contohnya parameter curah hujan (precipitation) Parameter yang memikiki sensitiitas tinggi sebanyak 13 parameter contohnya fraction of time spent on primary contamination at indoor. Hasil penelitian koefisien distribusi Torium dengan lempung variasi waktu menunjukan peningkatan dari menit ke-5 dan mencapai optimum pada menit ke-10 sebesar 211,889 dengan adsorpsi 87,60%, kemudian menurun akibat tercapainya kesetimbangan adsorpsi-desorpsi. Proses ini mengikuti model pseudo-first-order yang menunjukkan mekanisme difusi cepat pada awal kontak. Selain waktu dan konsentrasi, pH sangat memengaruhi adsorpsi. Pada pH rendah, adsorpsi kurang efektif akibat protonasi permukaan lempung. Sebaliknya, pada pH 5–9, permukaan butiran lempung bermuatan negatif sehingga adsorpsi meningkat hingga mencapai 100%, menandakan interaksi optimal antara ion Torium dan lempung. Nilai koefisien distribusi Torium pada pH 5,5 sesuai lingkungan penimbusan akhir adalah 29.970 ml/gr Nilai koefisien distribusi (Kd) Uranium sebesar 28,70 pada satu jam pertama. Nilai Kd kemudian menurun pada 2 hingga 8 jam akibat kemungkinan desorpsi, lalu meningkat kembali pada waktu 24 jam menandakan tercapainya kesetimbangan adsorpsi. Nilai Kd pada percobaan variasi konsentrasi menunjukkan bahwa adsorpsi meningkat linier pada 50–100 ppm karena permukaan lempung masih tersedia, namun terjadi perlambatan pada 150–250 ppm disebabkan sudah terjadi kejenuhan. Pada pH asam tingkat adsorpsi rendah akibat tolakan elektrostatik dan kompetisi ion H?. Sebaliknya, pada pH netral hinga basa, adsorpsi menjadi optimal karena permukaan lempung bermuatan negatif sehingga terjadi pengingkatan interaksi dengan ion uranil. Nilai koefisien distribusi Uranium pada pH 5,5 adalah 29,55 ml/gr sesuai lingkungan penimbusan akhir. Hasil simulasi RESRAD menggunakan parameter default mensimulasikan dosis hingga 50.000 tahun menunjukan dosis masih dalam taraf aman dengan titik puncak berada di 0,405 mSv/tahun pada tahun ke-29.265 sebesar 0,405 mSv/tahun, masih di bawah batas aman 1 mSv/tahun. Simulasi menggunakan paramater koefisien distribusi lokal menunjukan hasil yang tidak jauh berbeda. Dosis radiasi akibat pancaran radionuklida K-40 meningkat hingga tahun ke-1.368 akibat migrasi material, lalu menurun cepat karena kelarutan tinggi. Ra-226 dan turunannya menurun signifikan hingga 10.000 tahun. Th-232 relatif stabil hingga 43.000 tahun selanjutnya terjadi peningkatan sedikit. U-238 dan rantai peluruhannya meningkat setelah 6.000 tahun seiring kerusakan fasilitas dan waktu paruh panjang, lalu menurun kembali. Konsentrasi radionuklida pada fasilitas seperti K-40, Pb-210, Ra-226, Th-232, dan U-238 menurun asimtotik mendekati nol selama rentang waktu puluhan ribu tahun. Penambahan resiko kanker yang diterima pada jarak 200 meter mencapai titik tertinggi pada tahun ke-29.265 yang mencapai 4,25 × 10-4 atau sekitar penambahan resiko 1 orang dari 2352 orang. Sensitivitas parameter dapat mempengaruhi desain penimbusan akhir dikategorikan menjadi sangat rendah, rendah, sedang, dan tinggi. Setelah disimulasikan dengan parameter default dan parameter lokal dosisnya masih aman bagi masyarakat. Simulasi menggunakan parameter Kd lokal menjadi lebih akurat dan terpercaya dibandingkan dengan Kd default.