TRAGEDY OF NUKLIR CHERNOBYL IN UKRAINA

♠ Posted by widy at 22.28

Pasca Perang Dunia II, pemanfaatan tenaga nuklir berkembang di luar sektor persenjataan militer. Salah satu bidang yang berkembang pesat adalah penggunaan tenaga nuklir dibidang energi pada Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Reaktor nuklir yang pertama kali membangkitkan listrik adalah stasiun pembangkit percobaan EBRI pada 20 Desember 1951 di dekat Arco, Idaho, Amerika Serikat. Pada 27 Juni 1954, PLTN pertama dunia yang menghasilkan listrik untuk jaringan listrik (power grid) mulai beroperasi di Obninsk, Uni Soviet. PLTN skala komersil pertama adalah Calder Hall di Inggris yang dibuka pada 17 Oktober 1956.[1] Di akhir tahun 2006, 439 PLTN telah beroperasi dan 55 PLTN baru dalam tahap konstruksi di 33 negara di seluruh dunia. Keseluruhan PLTN tersebut memberikan sumbangan kurang lebih 17% bagi kebutuhan listrik dunia.

Di beberapa negara seperti Prancis bahkan kontribusi listrik dari PLTN melebihi 70%, dan sebagian diantaranya diekspor ke negara tetangga. PLTN memproduksi listrik dengan tingkat kehandalan tinggi, ramah lingkungan dan tanpa menghasilkan gas rumah kaca.[2] Sejalan  dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, teknologi nuklir juga kian berkembang mengikuti tuntutan jaman. Disain yang lebih sempurna, efisiensi yang lebih tinggi, kapasitas yang semakin besar, tingkat keselamatan yang lebih terjamin merupakan beberapa aspek yang senantiasa ditingkatkan. Secara kronologis, perkembangan teknologi nuklir dari generasi pertama hingga ke empat saat ini dapat dilihat dalam pengalaman operasional dari tahun ke tahun, juga pelajaran dari beberapa insiden dan kecelakaan kritikalitas (criticality accidents) dibeberapa fasilitas pemrosesan bahan nuklir, maupun kecelakaan (Three Mile Island dan Chernobyl) memberikan pelajaran yang sangat berarti untuk peningkatan standar keselamatan di masa depan. Disamping perbaikan dari sisi teknologi, standar, persyaratan dan pedoman pengoperasian PLTN juga senantiasa ditinjau ulang oleh International Atomic Energy Agency maupun oleh pemegang otoritas di masing-masing negara yang memanfaatkan tenaga nuklir.

Di daerah Ukraina dibangun PLTN Chernobyl, 130 dari sebelah utara Kiev dan 20 km dari perbatasan bagian selatan Belarus, Uni Soviet. Daerah yang juga dekat dengan kota Pripyat ini merupakan salah satu daerah yang menggunakan tenaga nuklir sebagai tenaga pembangkit listrik wilayah Ukraina saat itu.

Bangunan PLTN (pembangkit listrk tenaga nuklir) Chernobyl ini dilengkapi empat unit reaktor. Tahun pengoperasian masing-masing unit reaktor pun berbeda-beda, diantaranya:  
1.    reaktor unit 1 mulai beroperasi tahun 1977,
2.    reaktor unit 2 mulai beroperasi tahun 1978,
3.    reaktor unit 3 mulai beroperasi tahun 1981, dan
4.    reaktor unit 4 mulai beroperasi tahun 1983.

Keempat unit reaktor ini menghasilkan 4000 MWt yag menyuplai 10% kebutuhan listrik Ukrainia saat itu. Pada tahun 1986, dua unit reaktor baru berada pada tahap pembangunan. Dari arah selatan bangunan reaktor ini dibangun danau buatan seluas 22 km2 yang terletak di samping sungai Pripyat, anak sungai Dnieps. Danau buatan ini berguna untuk penyediaan air pendingin reaktor.

Reaktor Chernobyl merupakan reaktor jenis RBMK 1000 (reactor bolshoi moshnostikanalye), atau reactor air didih dengan tenaga tinggi, atau disebut juga sebagai high power pressure tube reactor. Reaktor ini sangat unggul dalam efisiensi dan penggantian bahan bakar. Efisiensi reaktor ini mencapai 34 % dibandingkan reaktor tipe tekan (pressurized reaktor, banyak diproduksi di Kanada) yang hanya mencapai 29-31%. Sementara itu, penggantian bahan bakar reaktor ini dapat dilakukan selagi menyala, tidak seperti sebagian besar reaktor lain yang diproduksi oleh Kanada. Berdasarkan prosedur penggunaannya, rektor ini hanya boleh dijalankan 9 bulan, sedangkan 3 bulan sisanya untuk perbaikan dan perawatan rutin, termasuk penggantian bahan bakar.

Chernobyl terletak di negara Ukraina sebelah barat daya Rusia. Kota Chernobyl berpenduduk 12.500 jiwa berada 15 km sebelah tenggara reaktor. Sedangkan sebagian pekerja reactor bermukim di Pripyat (sebuah kota satelit) dengan kepadatan 45.000.[4](lihat peta dalam Gambar 2) Reaktor ini telah dikembangkan disainnya sejak tahun 1954 di Obninsk dan merupakan tipe reaktor khusus yang hanya dimiliki oleh Uni Soviet (kecuali reaktor HanfordN di Amerika Serikat, yang memiliki prinsip fisika sejenis).[5] Reaktor RBMK yang pertama berkapasitas 1000 MWe dibangun di Leningrad dan mulai beroperasi pada tahun 1973 - 1975. Pada tahun 1986 di Uni Soviet terdapat 14 reaktor RBMK yang beroperasi dan 8 masih dalam tahap konstruksi.

            Empat ciri utama disain reaktor RBMK 1000 adalah:

a. Kanal vertikal yang berisi bahan bakar dan pendingin, dapat diisi ulang bahan bakarnya secara local pada saat operasi.

b. Bahan bakar dalam bentuk bundle silindris yang terbuat dari uranium dioksida.

c. Moderator grafit pada tiap kanal bahan bakar, dan

d. Pendingin air ringan yang mendidih pada berbagai saluran bertekanan dengan umpan uap langsung ke turbin.

Kecelakaan Chernobyl unit 4 dipicu oleh kejadian kritikalitas teras reaktor yang tidak terkendali dalam waktu sangat singkat. Kecelakaan kritikalitas sering disebut sebagai excursion atau power excursion terjadi pada saat bahan nuklir, baik uranium diperkaya atau plutonium, mengalami reaksi fisi berantai tanpa kendali. Kebocoran radiasi netron yang menyertainya merupakan ancaman bahaya yang sangat tinggi bagi pekerja disekitarnya dan juga menyebabkan pelepasan radiasi ke lingkungan sekitar. Kritikalitas yang meningkat dalam waktu singkat menyebabkan kenaikan daya reaktor secara cepat disebut sebagai promt excursion.

Hal ini menyebabkan uap bertekanan sangat tinggi juga terbentuk secara spontan sehingga memicu ledakan teras dan terhamburnya zat radioaktif produk fisi ke udara. Ditinjau dari dampak yang diakibatkan berdasarkan The International Nuclear Event Scale, kecelakaan reaktor Chernobyl dikategorikan sebagai kecelakaan sangat parah(severe accident) atau masuk kategori kelas 7(major accident). Ciri dari kategori kelas 7 adalah dampak luar biasa terhadap lingkungan maupun kesehatan masyarakat.

Rangkaian kecelakaan diawali oleh keputusan manajemen reaktor dan tim ahli untuk melakukan percobaan guna menguji respon turbingenerator dalam menggerakkan pompa pendingin pada saat pasokan uap ke turbin terhenti. Pada tengah malam 25 April 1986 percobaan dimulai. Daya reaktor diturunkan menjadi

1600 MWt, kemudian turbin nomor 7 dimatikan dan keempat aliran uap dialirkan semuanya ke turbin nomor 8. Sebagai bagian dari percobaan pada pukul 14.00, sistem pendingin teras darurat(emergency core cooling system) diputus. Percobaan sempat tertunda karena permintaan untuk tetap memasok listrik ke jaringan Kiev hingga jam 23.10. Celakanya pada saat penyambungan kembali jaringan, sistem pendingin teras darurat tidak difungsikan kembali alasannya Untuk mendapatkan hasil akurat, sehingga operator lebih memilih mematikan beberapa sistem keselamatan.

Percobaan kemudian dilanjutkan kembali sesuai dengan prosedur percobaan dengan menurunkan daya menjadi antara 700 sampai dengan 1000 MWt. Pada pukul 00.28 tanggal 26 April untuk menurunkan daya lagi, seperangkat batang kendali otomatis local (local automatic control rods) tidak diaktifkan dan sejumlah batang kendali otomatis(ACs) diaktifkan. Akan tetapi operator melakukan kesalahan pengesetan ACs, sehingga daya reactor turun secara drastis menjadi hanya 30 MWt, padahal prosedur mempersyaratkan daya antara 700 – 1000 MWt. Pada pukul 01.00 operator berhasil menaikkan daya reaktor menjadi 200 MWt dengan cara mengangkat sejumlah batang kendali dari reaktor. Daya tersebut sebenarnya masih jauh dibawah daya yang diperlukan untuk percobaan, dan semestinya percobaan tidak boleh dilanjutkan.

Pukul 01.03 dan 01.07 dua pompa sirkulasi cadangan dihidupkan, sehingga secara keseluruhan terdapat delapan pompa yang bekerja bersamaan. Hal ini membuat beberapa pompa melakukan kerja di bawah batas kinerja standarnya dan memicu penurunan produksi uap serta turunnya tekanan dalam drum uap. Pukul 01.19 operator mencoba menaikkan tekanan dan level air dengan menggunakan pompa pengumpan. Reaktor seharusnya dimatikan karena sinyal trip menyala, namun hal tersebut diabaikan oleh operator dan bersikeras untuk tetap melanjutkan percobaan.

Pukul 01.19,30 level air yang diperlukan dalam drum uap tercapai, namun operator terus menambahkan air pengumpan. Air dingin memasuki teras reaktor dan pembangkitan uap menurun tajam, demikian tekanan uap juga semakin menurun. Untuk mengatasi hal ini, operator mengangkat sejumlah batang kendali otomatis dan juga batang kendali manual agar daya tetap bertahan 200 MWt. Pukul 01.20,30 kran bypass turbin ditutup untuk memperlambat penurunan tekanan uap. Hal ini menyebabkan kenaikan suhu air yang memasuki teras, selanjutnya ACs mulai diturunkan untuk mencegah kenaikan kualitas uap.

Pukul 01.22,30 operator melihat cetakan parameter sistem reaktor pada monitor pemantau. Data menunjukkan bahwa operator harus segera menshutdown reaktor dalam situasi mekanisme shutdown otomatis tidak bekerja tersebut. Namun yang terjadi operator tetap melanjutkan percobaan. Modeling komputer menunjukkan pada saat tersebut hanya terdapat enam, tujuh, atau delapan batang kendali dalam teras, padahal semestinya tidak boleh kurang dari 30 batang kendali(sesuai instruksi manual).

Pada pukul 01.23,04 percobaan dimulai lagi dengan daya 200 MWt, dan katup aliran uap utama menuju turbin nomor 8 dimatikan. Sistem proteksi keselamatan otomatis yang akan aktif pada saat kedua turbin mati sengaja dimatikan oleh operator, meskipun hal ini tidak termasuk prosedur percobaan.

Selanjutnya daya reaktor mulai naik dari 200 MWt dan ACs turun. Sedetik kemudian aliran air pendingin utama dan air umpan dikurangi, hal ini menyebabkan kenaikan suhu air yang memasuki reaktor dan meningkatkan pembangkitan uap.

. Kemudian daya reaktor naik secara cepat(promt critical excursion) dan mandor yang berjaga memerintahkan untuk segera menshutdown reaktor. Namun perintah tersebut sangat terlambat karena untuk menurunkan batang kendali secara otomatis dibutuhkan waktu 20 detik, padahal baru 0,03 detik berselang alarm sudah berbunyi. Sistem keadaan darurat tidak mampu mengatasi kondisi tersebut, daya reaktor naik menjadi 530 MWt dalam waktu 3 detik untuk kemudian naik secara drastis secara eksponensial yang menyebabkan terjadinya pembangkitan uap serentak. Uap dengan tekanan sangat tinggi yang terbentuk serentak tersebut menimbulkan ledakan dahsyat. Kurang dari sedetik setelah ledakan pertama segera disusul ledakan kedua yang disebabkan oleh masuknya udara ke teras yang menyebabkan bahan bakar dan beberapa elemen bereaksi dengan oksigen dan terbakar dahsyat.