Studi Estimasi Potensi Limbah Radioaktif Biological Shielding Hasil Pengoperasian TRIGA 2000 Bandung untuk Persiapan Dekomisioning Menggunakan PHITS 3.34

Danung Rismawan, Dr. Dwi Satya Palupi, S.Si., M.Si

2025 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Opsi dekomisioning reaktor TRIGA 2000 Bandung memberikan konsekuensi timbulnya limbah radioaktif yang berdampak pada resiko keselamatan bagi pekerja, masyarakat dan lingkungan. Langkah preventif melalui studi untuk estimasi besarnya jumlah limbah radioaktif khususnya biological shielding melalui karakterisasi jenis limbah berdasarkan pembentukan radionuklida. Simulasi transportasi neutron pada reaktor TRIGA 2000 menggunakan PHITS (Particle and Heavy Ion Transport code System) versi 3.34 yang merupakan penyempurnaan dari versi sebelumnya dengan beberapa pembaruan fitur dan perbaikan bugs, didukung dengan data geometri, sumber neutron, material serta riwayat operasi. PHITS 3.34 dilengkapi tally dan terintegrasi dengan DCHAIN akan mensimulasikan pembentukan dan distribusi fluks neutron sebagai dasar perhitungan reaksi aktivasi neutron pada material biological shielding. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa fluks neutron terdistribusi di sekitar area thermalizing column; thermal column; beamport radial piercing; beamport radial 1; beamport radial 2; dan beamport tangensial. Dibuat beberapa skenario perhitungan waktu dekomisioning yaitu 10 sampai 40 tahun paska reaktor shutdown. Radionuklida dominan terdiri dari Fe-55, Ba-133, Co-60, Eu-152, Ca-41, Eu-154 dan C-14. Radionuklida Ba-133 memiliki konsentrasi aktivitas tertinggi diantara radionuklida lainnya, radionuklida Ca-41 dan C-14 juga penting menjadi perhatian karena waktu paruh yang panjang 1,02 x 10^5 tahun untuk Ca-41 dan 5,73 x 10^3 tahun untuk C-14. Klierens limbah radioaktif dengan skenario waktu dekomisioning yang lebih lama paska reaktor shutdown menunjukkan bahwa jumlah volume biological shielding yang dapat dikecualikan semakin besar. Jumlah inventori limbah radioaktif berdasarkan skenario waktu dekomisioning menunjukan trend penurunan yaitu terbesar 8,66 x 10^7 gram dan 7,39 x 10^9 Bq (skenario 10 tahun) dan terkecil yaitu 2,66 x 10^7 gram dan 5,82 x 10^8 Bq (skenario 40 tahun). Berdasarkan regulasi nasional limbah radioaktif biological shielding yang dihasilkan masuk dalam kategori ILW atau tingkat menengah pada semua scenario dekomisioning.

The decommissioning of the TRIGA 2000 Bandung reactor will result in the generation of radioactive waste, posing potential safety risks to workers, the public, and the environment. A preventive approach is conducted through this study by estimating the potential quantity of radioactive waste, particularly from biological shielding, based on radionuclide formation and waste characterization. Neutron transport simulations for the TRIGA 2000 reactor were conducted using PHITS (Particle and Heavy Ion Transport code System) version 3.34, which features improvements over the previous version, including several updates and bug fixes. The simulation was supported by detailed input data on reactor geometry, neutron source, material composition, and operational history. PHITS 3.34, equipped with tally functions and integrated with DCHAIN, was used to simulate the formation and distribution of neutron fluxes as a basis for calculating neutron activation reactions in biological shielding materials. The characterization results show that neutron flux is primarily distributed around the thermalizing column; thermal column; radial piercing beamport; radial beamport 1; radial beamport 2; and tangential beamport. Several decommissioning time scenarios were modeled, ranging from 10 to 40 years after reactor shutdown. The dominant radionuclides identified include Fe-55, Ba-133, Co-60, Eu-152, Ca-41, Eu-154, and C-14. Among these, Ba-133 exhibited the highest activity concentration, while Ca-41 and C-14 warrant special attention due to their long half-lives of 1,02×10^5 years and 5,72×10^3 years, respectively. Waste clearance analysis for longer decommissioning scenarios indicated a larger portion of biological shielding could be exempted from classification as radioactive waste. The radioactive waste inventory decreased with longer decommissioning durations, with the highest inventory observed in the 10-year scenario (8,66×10^7grams and 7,39×10^9 Bq) and the lowest in the 40-year scenario (2,66×10^7 grams and 5,82×10^8 Bq). According to national regulations, the radioactive waste generated from the biological shielding is categorized as intermediate-level waste (ILW) for all decommissioning scenarios.

Kata Kunci : TRIGA, Dekomisioning, Limbah radioaktif, Biological Shielding, Aktivasi, Klierens, PHITS.