Analisis Keselamatan Probabilistik(Probabilistic Safety Analysis)

D T Sony TjahyaniBidang Analisis Risiko dan Mitigasi Kecelakaan

Pusat Pengembangan Teknologi Keselamatan NuklirBadan Tenaga Nuklir Nasional

Disampaikan padaNational Basic Professional Training Course on Nuclear Safety

Jakarta, 19 - 30 Juli 2004

Materi Kursus

• Latar belakang PSA dan tujuan kursus• Hubungan PSA dan konsep risiko • Tujuan, proses dan tahapan PSA• Kejadian awal• Analisis sistem : analisis pohon kejadian,

analisis pohon kegagalan dan data keandalan

• Kegiatan PSA level 1 pada reaktor riset

Latar Belakang PSA dan Tujuan Materi

• Th 1975 : US-NRC melakukan studi keselamatan reaktor ⇒ kajian tentang risiko kecelakaan pada reaktor daya (komersil) di US ⇒ WASH 1400

• Perkembangannya diterapkan pada reaktor riset dan reaktor daya

• Saat ini diterapkan pada fasilitas nuklir non reaktor

• Tujuan kursus : memberikan pemahaman konsep dan analisis logika PSA level 1, 2 dan 3

Konsep Risiko

• Risiko : kombinasi antara konsekuensi dan kemungkinan terjadinya suatu kejadian

• Konsekuensi : hasil kejadian yang berpengaruh terhadap masyarakat :– Jiwa– Kesehatan– Ekonomi, dll

Konsep Risiko

• Probabilitas/kebolehjadian : kemungkinan terjadinya suatu kejadian

• Frekuensi : jumlah terjadinya suatu kejadian persatuan waktu

Risiko = Frekuensi

x Konsekuensi

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

tuSatuan wakikonsekuens Besarnya

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

tuSatuan WakKejadian

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡KejadianBesarnya

PSA Dan Konsep Risiko

• PSA :– Sesuai dengan konsep risiko– Metoda analitis menjawab 3 hal yaitu :

• Apakah yang dapat membuat kesalahan⇒ Perlu dibuat skenario Kecelakaan

• Bagaimana kemungkinan terjadinya setiap skenario⇒ Harus menghitung frekuensi

• Apakah Pengaruhnya⇒ Menentukan konsekuensi

Tujuan PSA

• Tujuan :1. Mengidentifikasi :

Kejadian awal (initiating event)Sekuensi kejadian yang mempunyai kontribusi terhadap risiko

2. Menentukan ukuran kuantifikasi dari kontribusi terhadap risiko

3. Menentukan evaluasi konsekuensi yang berpotensi pada sekuensi kecelakaan hipotetik

Tujuan PSA

4. Memberikan keputusan terhadap disain, operasi dan tapak reaktor terhadap risiko

5. Menentukan interaksi antara sistem dan manusia/operator

6. Mengatasi kecelakaan dasar disain dengan kegagalan beruntun (multiple failure)

Proses PSA

• Kegiatan PSA : 1. Menemukan titik lemah pada saat

kecelakaan parah (severe accident) 2. Memberikan hasil kuantitatif untuk

penunjang pengambil keputusan

• 3 level PSA

Proses PSA

• PSA level 1 (analisis sistem) :– Isi analisis :

Melihat semua pemicu (initiator) kecelakaanTanggapan/respon dari sistem/operator

− Hasil :Frekuensi teras melelehJenis kontribusi terhadap teras meleleh

Proses PSA

• PSA level 2 (analisis kontainmen) :– Isi analisis :

Frekuensi kegagalan kontainmenModus kegagalan komponen

− Hasil :Kategori pelepasan dari kontainmenFrekuensi pelepasan dari kontainmen

Proses PSA

• PSA level 3 (konsekuensi radiologi) :– Isi analisis :

Konsekuensi kesehatan terhadap masyarakatKonsekuensi terhadap lingkungan

− Hasil :Perkiraan risiko pada masyarakatPerkiraan risiko secara ekonomi

Tahapan PSA level 11. Identifikasi dan pengelompokan kejadian awal

termasuk pemicu berdasarkan kecelakaan dasar disain ⇒ pengalaman operasi

2. Menentukan kriteria sukses berdasarkan analisis keteknikan ⇒ engineer bidang mekanik dan komputer

3. Pembuatan model sekuensi kecelakaan ⇒ pohon kejadian (event tree) dan pohon kegagalan (fault tree) ⇒ engineer untuk sistem, pengalaman operasi & perawatan, ahli pembuat model PSA

Tahapan PSA level 1

4. Estimasi parameter (misal : laju kegagalan komponen) ⇒ ahli statistik, ahli keandalan manusia atau ergonomik

5. Kuantifikasi sekuensi kecelakaan ⇒ ahli PSA6. Dokumentasi dan evaluasi hasil

Tahapan PSA Level 2

1. Evaluasi kecelakaan kerusakan teras parah :• Fenomena dari proses pelelehan teras• Respon kontainmen terhadap perubahan struktur

berdasarkan analisis struktur2. Mengidentikasi dan mengkuantifikasi fenomena

fisis kecelakaan parah3. Menentukan hasil :

• Probabilitas jenis kegagalan kontainmen• Waktu dari kegagalan kontainmen• Fraksi dari radionuklida yang dilepaskan ke udara

(source term)

Proses Pelelehan Teras Pada Kontainmen

Pelepasan Produk Fisi Selama Kecelakaan

Transpor Produk Fisi Dan Proses Disposisi

Secara Alami steamaerosol

stefan flow

sedimentation

diffusion

condensation

vaporcondensation

aerosol

thermophoresisimpaction

chem

isor

ptio

n

Pengurangan Inventori (Radionuklida) Ke Lingkungan Selama Transpor

Hubungan PSA level 1 dan 2

Pengertian dari CET (Containment Event Tree)

Kejadian Awal,Keg. sistemTindakan op.

Teras rusakIntegritasKontainmen

PelepasanProduk fisiKe lingkungan

Level 1 Level 2

Tahapan PSA level 3

• Analisis tentang model proses transporradionuklida setelah lepas dari kontainmen :– Model deposisi dan transpor di udara

• Paparan radiasi yang diterima langsung• Paparan radiasi dari source term dengan model

plume• Luas daerah kontaminasi• Lamanya waktu paparan

Tahapan PSA level 3

– Pathway model• Jalan yang ditempuh radionuklida masuk ke dalam

tubuh manusia• Dosis yang terakumulasi dalam tubuh manusia

– Model yang membawa pengaruh terhadapkesehatan

• Fatal dan luka yang diharapkan terjadi dalam 1 tahun (acute health effect)

• Kanker yang diharapkan membawa kematian yang terjadi selama hidup (late health effect)

Tahapan PSA level 3

– Model yang berhubungan dengan faktorkonsekuensi lainnya :

• Distribusi populasi• Respon terhadap kedaruratan• Pengaruh ekonomi

Tenaga Yang Dibutuhkan Dalam PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)

PSA Level 1Tugas Perkiraan Tenaga

(OB)Pengumpulan Informasi awal 1 - 2Penyusunan pohon kejadian dan model sistem

29 - 38

Analisis prosedur dan keandalan manusia 2 - 3Pengembangan data 5 - 6Kuantifikasi sekuensi kecelakaan 9 - 12Kejadian eksternal* 14 - 18Analisis ketidakpastian 3 - 4Pengembangan dan interpretasi hasil 2 - 3

J u m l a h 51 - 86

Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)

PSA Level 2

Tugas Perkiraan Tenaga(OB)

Analisis proses fisis 15 - 137Analisis pelepasan radionuklida dan transport 5 – 20Kejadian eksternal 3 – 4Analisis ketidak pastian 2 – 8Pengembangan dan interpretasi hasil 2 -30

J u m l a h (PSA level 1 & 2) 78 - 285

Tenaga Yang Dibutuhkan Dlm PSA(Berdasarkan NUREG/CR-2300)

PSA Level 3

Tugas Perkiraan Tenaga(OB)

Analisis transport ke lingkungan dankonsekuensi

3 – 4

Kejadian eksternal 1 - 2Analisis ketidak pastian 1 – 2Pengembangan dan interpretasi hasil 2 -30

J u m l a h (PSA level 1, 2 & 3) 84 - 295

Kejadian Awal

• Setiap potensi terjadi yang dapatmengganggu jalannya operasi– Dikuantifikasi dengan frekuensi

• Terjadi pada :– Reaktor padam (shut down)– Daya rendah– Daya penuh ⇐ PSA pada umumnya

Kejadian Awal

• Jenis :– Internal : LOCA dan transient– Eksternal : Bencana alam, jatuhnya pesawat, teroris, dll

• Hal yang dilakukan :– Identifikasi secara komprehensif, pemicu yang

mengganggu jalannya operasi– Pengelompokan kejadian awal yang sama berdasarkan

respon system– Kuantifikasi masing-masing kategori kejadian awal

Kejadian Awal

• Pengelompokan kejadian awal :– Kejadian awal yang teridentifikasi :

• Identifikasi sistem keselamatan untuk mencegahkerusakan teras

• Identifikasi sistem pada plant yang diperlukansebagai fungsi keselamatan

• Pengelompokkan kejadian awal pada satu kategoriuntuk kejadian awal yang memerlukan respon yang sama dari plant

Kejadian Awal

– Pengelompokkan ⇒ Analisis pohon kejadian(Event Tree Analysis) ⇒ dilakukan secaraberulang dengan memperhatikan :

• Semua sekuensi kecelakaan sudah dimasukkan danjelas

• Tidak ada sekuensi kecelakaan yang overlapping• Setiap pohon kejadian berlaku untuk semua kejadian

awal dalam satu kelompok