Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Teknik Penginderaan pada Inti Reaktor Fukushima

Pada edisi kali ini, redaksi teknologi majalah 1000 guru akan melanjutkan pembahasan mengenai teknologi yang digunakan pada proses penanganan reaktor nuklir Fukushima. Sebelum mulai membaca, kalian juga bisa membaca dua artikel sebelumnya pada rubrik teknologi edisi Oktober dan Desember 2018. Hal ini bertujuan untuk memberikan informasi yang lebih detail kepada kalian mengenai berbagai macam teknologi yang digunakan untuk membantu dalam proses pemulihan reaktor tersebut.

Pada Juli 2017 silam, TEPCO yang merupakan perusahaan pemilik reaktor nuklir Fukushima berhasil mendokumentasikan dan mendeteksi keberadaan puingan bahan bakar yang meleleh pada reaktor Fukushima unit 3. Tingginya radiasi membuat reaktor yang digenangi oleh air tersebut sangat tidak mungkin dimasuki oleh manusia, sehingga digunakan robot yang dilengkapi oleh kamera untuk mengetahui kondisi didalam reaktor tersebut. Keberhasilan robot yang diberi nama “Little Sunfish” ini memberikan gambaran kepada para peneliti dalam mengambil tindakan selanjutnya pada reaktor tersebut.

Pengambilan puing-puing bahan bakar pada inti reaktor merupakan salah satu tujuan utama dari proses penanganan reaktor Fukushima. Karena dengan dikeluarkannya bahan bakar pada inti reaktor tersebut, maka proses kontaminasi radioaktif di area sekitar reaktor nuklir Fukushima dapat dikurangi secara signifikan. Pengangkatan puing-puing bahan bakar reaktor Fukushima tentunya tidaklah mudah, karena peneliti harus mengetahui ukuran serta bentuk dari puing-puing tersebut. Oleh karena itu, para ilmuwan mulai mengembangkan teknologi penginderaan menggunakan gelombang ultrasonik untuk mengindikasi ukuran dan bentuk puing-puing bahan bakar pada inti reaktor Fukushima.

Gelombang ultrasonik dianggap memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan penginderaan menggunakan laser, di mana penginderaan menggunakan ultrasonik tidak dibatasi oleh lingkungan yang buruk seperti uap panas yang disebabkan oleh sisa panas pada inti reaktor. Gelombang ultrasonik juga dapat digunakan pada lingkungan beradiasi tinggi, dan dapat digunakan pada wilayah yang tidak terpapar oleh cahaya. Teknologi pengindraan menggunakan gelombang ultrasonik merupakan teknologi lama yang banyak digunakan oleh para ilmuwan yang umumnya digunakan dalam melakukan proses penginderaan seperti menentukan permukaan dasar air laut.

Prinsip kerja dari teknologi penginderaan ultrasonik sangatlah sederhana. Gelombang ultrasonik ditembakkan pada sebuah bidang, kemudian sensor akan menangkap gelombang pantulan yang berasal dari bidang tersebut. Dengan menggunakan rumus;

2 . x = 340 . t

kita dapat menentukan bentuk permukaan bidang. Di mana jarak bolak-balik gelombang ultrasonik dari pertama kali ditembakkan dan kemudian ditangkap oleh sensor adalah kecepatan suara dikali waktu tempuh gelombang tersebut. Dengan demikian, perkiraan permukaan yang ditembak oleh gelombang ultrasonik dapat ditafsirkan dari jarak (nilai x) yang diperoleh.

Skema penelitian penginderaan menggunakan gelombang ultrasonik. (Kobayashi, 2017).

(a) Spesimen dan (b) hasil penginderaan spesimen menggunakan gelombang ultrasonik yang dilakukan oleh Kuichi (Kuichi, 2018)

Selain menggunakan gelombang ultrasonik, para peneliti di TEPCO juga menggunakan detektor cosmic ray muon untuk mengetahui kondisi kerusakan inti reaktor nuklir Fukushima dari jarak jauh. Teknik ini cukup menarik karena detektor dapat diletakkan diluar dari inti reaktor, sehingga akan lebih mudah untuk digunakan. Proses penelitian ini dapat dilihat lebih lanjut pada dua gambar berikut.

Proses penginderaan inti reaktor yang dilakukan oleh TEPCO menggunakan detekor ultrasonik di dua lokasi yang berbeda. (TEPCO, 2015).

(a) Posisi penginderaan dana arah gelombang ultrasonic yang ditembakkan ke inti reaktor, serta (b) hasil dari proses penginderaan menggunakan dua detektor ultrasonik yang dilakukan oleh TEPCO. (TEPCO, 2015).

Meskipun demikian, pengangkatan puing-puing bahan bakar reaktor Fukushima belum dapat diselesaikan hingga saat ini. Diperlukan penelitian lebih lanjut agar target yang ditentukan dapat dicapai.

Bahan bacaan:

  • Reactor imaging technology for fuel debris detection by cosmic ray muon Measurement status report in Unit-1, TEPCO; March, 2015.
  • Locating Fuel Debris inside the Unit 3 Reactor Using a Muon Measurement Technology at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (Interim Report), TEPCO; July, 2017.
  • Kobayashi, R., Development of Ultrasonic Underwater Imaging Method for Decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, Hitachi Ltd.RnD Group, NDF Meeting 2017.
  • Hamdani A., et. all., Development of Fuel Debris Inspection Methods using Air-Couple Ultrasound, ASTECHNOVA, 2016.
  • Kiuchi H., et. all., Fundamental Study on Development of Air-Coupled Ultrasonic Imaging Measurement for Fuel Debris Inspection, ICONE 26th, 2018

Penulis:
Indarta Kuncoro Aji, Editor Rubrik Teknologi Majalah 1000guru.
Kontak: indartaaji(at)gmail(dot)com

Mari sebarkan!
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •