ISO 16641:2014

Measurement of radioactivity in the environment — Air — Radon 220: Integrated measurement methods for the determination of the average activity concentration using passive solid-state nuclear track detectors

ISO 16641:2014 covers integrated measurement techniques for radon-220 with passive sampling only. It provides information on measuring the average activity concentration of radon-220 in the air, based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the measuring devices. ISO 16641:2014 covers samples taken without interruption over periods varying from a few months to one year.

Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air — Radon 220: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l'activité volumique moyenne avec des détecteurs passifs solides de traces nucléaires

L'ISO 16641:2014 décrit uniquement les méthodes de mesure intégrées du radon 220 impliquant un prélèvement passif. Elle fournit des informations sur le mesurage de l'activité volumique moyenne du radon 220 dans l'air, basé sur un prélèvement passif, de mise en ?uvre facile et peu coûteuse, ainsi que sur les conditions d'utilisation des dispositifs de mesure. L'ISO 16641:2014 traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes comprises entre quelques mois à un an.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 23-Sep-2014
• ICS: 17.240 - Radiation measurements
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 11-Feb-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16641
First edition
2014-10-01
Measurement of radioactivity in the
environment — Air — Radon 220:
Integrated measurement methods
for the determination of the average
activity concentration using passive
solid-state nuclear track detectors
Mesurage de la radioactivité dans l’environnement — Air — Radon
220: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l’activité
volumique moyenne avec des détecteurs passifs solides de traces
nucléaires
Reference number
ISO 16641:2014(E)
©
ISO 2014

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ISO 16641:2014(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2014
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
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E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO 16641:2014(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, and symbols . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols . 3
4 Principle of the measurement method . 4
5 Equipment . 5
6 Sampling . 6
6.1 Sampling objective . 6
6.2 Sampling characteristics . . 6
6.3 Sampling conditions . 6
7 Detection method with solid-state nuclear track detectors (SSNTD) .7
8 Measurement procedure . 7
8.1 General . 7
8.2 Influencing variables . 8
8.3 Calibration . 8
9 Expression of results . 9
9.1 Average thoron activity concentration . 9
9.2 Standard uncertainty . 9
9.3 Decision threshold .10
9.4 Detection limit .10
9.5 Confidence limits.11
9.6 Example .11
10 Test report .12
Annex A (informative) Radon-220 and its decay products .14
Bibliography .16
© ISO 2014 – All rights reserved iii

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ISO 16641:2014(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies, and
radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
iv © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO 16641:2014(E)

Introduction
Radon isotopes 222, 220, and 219 are radioactive gases produced by the disintegration of radium
isotopes 226, 224, and 223, which are decay products of uranium-238, thorium-232, and uranium-235,
respectively, are all found in the earth’s crust. Solid elements, also radioactive, followed by stable lead
[1]
are produced by radon disintegration.
Radon is considered to be the main source of human exposure to natural radiation. The UNSCEAR (2006)
[2]
report suggests that, at the international level, radon accounts for around 52 % of the global average
exposure to natural radiation. Isotope 222 (48 %) is far more significant than isotope 220 (4 %), while
isotope 219 is considered negligible.
Recent studies on indoor radon-222 and lung cancer in Europe, North America, and Asia provide strong
evidence that radon-222 causes a substantial number of lung cancers in the general population. Current
estimates of the proportion of lung cancers attributable to radon-222 range from 3 % to 14 %, depending
[3]
on the average radon-222 concentration in the country concerned and the calculation methods.
Indoor radon-222 concentration is mainly measured by passive detectors that can measure both
[4]
radon-222 and radon-220 signals. If the readings are overestimated, the lung cancer risk is given
as a biased estimate when epidemiological studies are carried out. Radon-222 and radon-220 parallel
[4]-[11]
measurements have been carried out in several countries (See Table A.1). Experiences from field
work indicate that there is no correlation among radon-222 and radon-220 and its decay products’
concentrations. This implies that one parameter cannot be estimated from the other. Unless radon-220
activity concentration is measured, a correct radon-222 concentration cannot be given with a single use
of radon-222 measuring device. Therefore, a specific measurement of radon-220 is justified.
Due to its short half-life, radon-220 disappears very rapidly in the atmosphere. An activity concentration
gradient is observed from the walls or grounds to the inner space of the room. Depending on the
objective of the measurement (building characteristics, construction material characterization, etc.),
the sampling location is to be chosen after taking into account this gradient.
Due to a highest level of radon-222 in air, radon-220 is very difficult to measure alone. This International
Standard proposes a measuring method of radon-220 activity concentration using a dual system
considering radon-222 and radon-220.
There are many ways of measuring the activity concentration of radon-220 and its decay products. The
measuring technique proposed is an integrated measurement method for radon-220 only.
© ISO 2014 – All rights reserved v

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16641:2014(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Air
— Radon 220: Integrated measurement methods for the
determination of the average activity concentration using
passive solid-state nuclear track detectors
1 Scope
This International Standard covers integrated measurement techniques for radon-220 with passive
sampling only. It provides information on measuring the average activity concentration of radon-220 in
the air, based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the measuring
devices.
This International Standard covers samples taken without interruption over periods varying from a few
months to one year.
This type of measurement is also applicable for determination of radon-222 activity concentration.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 11665-1:2012, Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of
radon and its short-lived decay products and associated measurement methods
ISO 11929, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the
confidence interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application
ISO/IEC 17025:2005, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
instruments — Part 1: General principles
3 Terms, definitions, and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1.1
activity
number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material over a
reasonably short time interval, divided by this time interval
[SOURCE: ISO 921:1997, 23]
Note 1 to entry: Activity is expressed by the relationship:
AN=×λ
The decay constant is linked to the radioactive half-life (T) by the relationship:
© ISO 2014 – All rights reserved 1

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ISO 16641:2014(E)

ln2
λ=
T
3.1.2
activity concentration
activity per unit volume
[SOURCE: IEC 61577-1]
3.1.3
average activity concentration
exposure to activity concentration divided by the sampling duration
3.1.4
radon exposure
integral with respect to time of radon activity concentration accumulated during the exposure time
Note 1 to entry: Exposure to radon is expressed by:
t
e= Ctd
∫
0
3.1.5
integrated measurement
measurement obtained by accumulating over time physical variables (number of nuclear tracks, number
of electric charges, etc.) linked to the disintegration of radon and/or its decay products, followed by
analysis at the end of the accumulation period
3.1.6
measurand
particular quantity subject to measurement
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99]
3.1.7
passive sampling
sampling using no active device like pumps for sampling the atmosphere
[SOURCE: IEC 61577-1]
Note 1 to entry: In this case, the sampling is in most instruments mainly made by diffusion.
3.1.8
primary standard
standard designed or widely acknowledged as having the highest metrological qualities and whose
value is accepted without reference to other standards of the same quantity
[SOURCE: IEC 61577-1]
Note 1 to entry: The concept of primary standard is equally valid for base quantities and derived quantities.
3.1.9
reference atmosphere
radioactive atmosphere in which the influencing parameters (aerosols, radioactivity, climatic conditions,
etc.) are sufficiently well-known or controlled to allow its use in a testing procedure for thoron or its
decay products’ measuring instruments
[SOURCE: IEC 61577-1]
Note 1 to entry: The parameter values concerned shall be traceable to recognized standards.
2 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO 16641:2014(E)

3.1.10
reference source
radioactive secondary standard source for use in the calibration of the measuring instruments
[SOURCE: IEC 61577-1]
3.1.11
sampling duration
time interval between the installation and removal of the sampling device at a given point
3.1.12
sampling plan
precise protocol that, depending on the application of the principles of the strategy adopted, defines the
spatial and temporal dimensions of sampling, the frequency, the sample number, the quantities sampled,
etc., and the human resources to be used for the sampling operation
3.1.13
sampling strategy
set of technical principles that aim to resolve, depending on the objectives and site considered, the two
main issues which are the sampling density and the spatial distribution of the sampling areas
Note 1 to entry: The sampling strategy provides the set of technical options that are required in the sampling
plan.
3.1.14
radon-220 decay products
216 212 212 212
polonium-216 ( Po), lead-212 ( Pb), bismuth-212 ( Bi), polonium-212 ( Po), and thallium-208
208
( Tl)
Note 1 to entry: See Figure A.1.
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
λ decay constant of the nuclide i, in per second
C
average activity concentration, in becquerel per cubic metre (e.g. C radon-220 activity concentra-
Tn
tion)

true value of the average activity concentration
C
t sampling duration, in hours
e exposure to radon, in becquerel per cubic metre hour

u 
standard uncertainty of the estimator of the true value C
u() standard uncertainty associated with the measurement result
U expanded uncertainty calculated by U = k × u() with k = 2
*
decision threshold of the average activity concentration, in becquerel per cubic metre
C
#
detection limit of the average activity concentration, in becquerel per cubic metre
C

lower and upper limit of the confidence interval, respectively, of the average activity concentration, in
CC,
becquerel per cubic metre
© ISO 2014 – All rights reserved 3

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ISO 16641:2014(E)

ω factor linked to the calibration factor f and the sampling duration
1 Tn2
ω factor linked to the calibration factor f and the sampling duration
2 Tn1
ω factor linked to the calibration factor f and the sampling duration
3 Rn1
ω factor linked to the calibration factor f and the sampling duration
4 Rn2
d track density for low air-exchange rate chamber in tracks per square centimetre
L
d track density for high air-exchange rate chamber in tracks per square centimetre
H
track density due to background in tracks per square centimetre
b
f calibration factor for radon-220 in a low air-exchange rate chamber in (tracks per square centimetre per
Tn1
hour) per (becquerel per cubic metre)
f calibration factor for radon-220 in a high air-exchange rate chamber in (tracks per square centimetre
Tn2
per hour) per (becquerel per cubic metre)
f calibration factor for radon-222 in a low air-exchange rate chamber in (tracks per square centimetre per
Rn1
hour) per (becquerel per cubic metre)
f calibration factor for radon-222 in a high air-exchange rate chamber in (tracks per square centimetre
Rn2
per hour) per (becquerel per cubic metre)
4 Principle of the measurement method
The integrated measurement of the average radon-220 activity concentration using a solid-state nuclear
[12]
track detector (SSNTD) is based on the following:
— passive sampling using two chambers with different air-exchange rates during which the alpha
particles, including those produced by the disintegration of radon-220, radon-222, and their decay
products, transfer their energy by ionizing or exciting the atoms in the polymer or plastic. This
energy transferred to the medium leaves areas of damage called “latent tracks”. Because of their
different half-lives, radon-222 and radon-220 can be separated using these two chambers. In the
high air-exchange rate chamber, both isotopes are detected. In the low air-exchange rate chamber,
however, radon–222 is mainly detected with only a small quantity of radon-220 (see Figure 1);
The high air-exchange rate should be set as high as possible so that the calibration factor of radon-220
is ideally the same as that of radon-222. On the contrary, the low air-exchange rate should be set as
low as possible with a high diffusion barrier.
— transport of the exposed detectors to the laboratory for the appropriate chemical processing which
transforms the latent tracks into “visible tracks” counted via an optical system. The number of these
visible tracks per unit surface area is linked to the exposure value of the radon-220 and its decay
products by the calibration factor defined for detectors in the same batch processed chemically and
counted under the same conditions;
— determination of the radon-220 average activity concentration from the exposure value of both
chambers and the sampling period.
4 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO 16641:2014(E)

Figure 1 — Principle of radon-thoron separation technique
5 Equipment
The apparatus includes the following.
5.1 A device composed of two closed accumulation chambers with different air-exchange rates.
Each of them is associated with a solid state nuclear track detector. Each closed accumulation chamber
has a filter through which the radon-220 and radon-222 diffuse. This filter is set to prevent access of the
aerosols present in the air at the time of sampling, especially the solid radon-220 and radon-222 decay
products (see Figure 2).
The SSNTD sh
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 16641
ISO/TC 85/SC 2 Secretariat: AFNOR
Voting begins on Voting terminates on

2013-06-24 2013-09-24
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION  •  МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ  •  ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION


Measurement of radioactivity in the environment — Air — Radon
220: Integrated measurement methods for the determination of
the average activity concentration using passive solid-state
nuclear track detectors
Mesurafge de la radioactivité dans l'environnement — Air — Radon 220: Méthode de mesure intégrée pour la
détermination de l'activité volumique moyenne avec des détecteurs passifs solides de traces nucléaires

ICS 17.240









To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.



THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE
REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT
INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION.
©  International Organization for Standardization, 2013

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ISO/DIS 16641

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©  ISO 2013
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form or by any
means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior written permission.
Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of the requester.
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ii © ISO 2013 – All rights reserved

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ISO/DIS 16641
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols . 3
4 Principle of the measurement method . 4
5 Equipment . 5
6 Sampling . 6
6.1 Sampling objective . 6
6.2 Sampling characteristics . 6
6.3 Sampling conditions . 6
6.3.1 Installation of sampling device . 6
6.3.2 Sampling duration . 7
6.3.3 Volume of air sampled . 7
7 Detection method with solid-state nuclear track detectors (SSNTD) . 7
8 Measurement procedure . 7
8.1 General . 7
8.2 Influencing variables . 8
8.3 Calibration . 8
9 Expression of results . 9
9.1 Average thoron activity concentration . 9
9.2 Standard uncertainty . 9
9.3 Decision threshold . 10
9.4 Detection limit . 11
9.5 Confidence limits . 11
9.6 Example . 12
10 Test report . 13
Annex A (informative) Radon-220 and its decay products: general . 14
Bibliography . 16


© ISO 2013 – All rights reserved iii

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ISO/DIS 16641
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
ISO 16641 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies, and
radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
iv © ISO 2013 – All rights reserved

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ISO/DIS 16641
Introduction
Radon isotopes 222, 220 and 219 are radioactive gases produced by the disintegration of radium
isotopes 226, 224 and 223, which are decay products of uranium-238, thorium-232 and uranium-235
respectively, and are all found in the earth's crust. Solid elements, also radioactive, followed by stable lead are
produced by radon disintegration [1].
Radon is considered to be the main source of human exposure to natural radiation. The UNSCEAR (2006)
report [2] suggests that, at the international level, radon accounts for around 52% of the global average
exposure to natural radiation. Isotope 222 (48%) is far more significant than isotope 220 (4%), while
isotope 219 is considered negligible.
Recent studies on indoor radon-222 and lung cancer in Europe, North America and Asia provide strong
evidence that radon-222 causes a substantial number of lung cancers in the general population. Current
estimates of the proportion of lung cancers attributable to radon-222 range from 3 to 14%, depending on the
average radon-222 concentration in the country concerned and the calculation methods.
Indoor radon-222 concentration is mainly measured by passive detectors that may measure both radon-222
and radon-220 signals. If the readings are overestimated, the lung cancer risk is given as a biased estimate
when epidemiological studies are carried out. Experiences from field work indicate that there is no correlation
among radon-222 and radon-220 and its decay products concentrations. This implies that one parameter
cannot be estimated from the other. Therefore, specific measurements of radon-220 and its decay products
are justified as radon-222 measurement standards cannot be applied.
There are many ways of measuring the activity concentration of radon-220 and its decay products. The
measuring technique proposed is an integrated measurement method only for radon-220.

© ISO 2013 – All rights reserved v

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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 16641

Measurement of radioactivity in the environment — Air —
Radon 220: Integrated measurement methods for the
determination of the average activity concentration using
passive solid-state nuclear track detectors
1 Scope
This document covers integrated measurement techniques for radon-220 with passive sampling only. It
provides information on measuring the average activity concentration of radon-220 in the air, based on easy-
to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the measuring devices.
This standard covers samples taken without interruption over periods varying from a few months to one year.
This type of measurement is applicable for determination of both radon-220 and radon-222 activity.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 11665-1, Nuclear energy — Measurement of radioactivity in the environment — Air — Part 1: Radon-222
and its short-lived decay products in an atmospheric environment: Their origins and measurement methods
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
ISO 11929, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the
confidence interval) for ionizing-radiation measurements — Fundamentals and application
IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
instruments — Part 1: General principles
IEC 61577-2, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
instruments — Part 2: Specific requirements for radon measuring instruments
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1.1
activity
number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material over a reasonably
short time interval, divided by this time interval
[Source: ISO 921]
Activity is expressed by the relationship:
© ISO 2013 – All rights reserved
1

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ISO/DIS 16641
A = λ ⋅ N
(1)
The decay constant is linked to the radioactive half-life by the relationship:
Ln 2
λ = (2)
T
3.1.2
activity concentration
activity per unit volume
[Source: IEC 61577-1]
3.1.3
average activity concentration
exposure to activity concentration divided by the sampling duration
3.1.4
radon exposure
integral with respect to time of radon activity concentration accumulated during the exposure time
Exposure to radon is expressed by Equation (3):
t
e = Cdt           (3)
∫
0
3.1.5
integrated measurement
measurement obtained by accumulating over time physical variables (number of nuclear tracks, number of
electric charges, etc.) linked to the disintegration of radon and/or its decay products, followed by analysis at
the end of the accumulation period
3.1.6
measurand
particular quantity subject to measurement (VIM)
3.1.7
passive sampling
sampling using no active device like pumps for sampling the atmosphere
Note1 to entry: In this case, the sampling is in most instruments mainly made by diffusion
[Source: IEC 61577-1]
3.1.8
primary standard
standard designed or widely acknowledged as having the highest metrological qualities and whose value is
accepted without reference to other standards of the same quantity
[Source: IEC 61577-1]
Note 1 to entry: The concept of primary standard is equally valid for base quantities and derived quantities.
© ISO 2013 – All rights reserved
2

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ISO/DIS 16641
3.1.9
reference atmosphere
radioactive atmosphere in which the influencing parameters (aerosols, radioactivity, climatic conditions, etc.)
are sufficiently well-known or controlled to allow its use in a testing procedure for thoron or its decay products
measuring instruments.
Note 1 to entry: The parameter values concerned shall be traceable to recognized standards
[Source: IEC 61577-1]
3.1.10
reference source
radioactive secondary standard source for use in the calibration of the measuring instruments
[Source: IEC 61577-1]
3.1.11
sampling duration
time interval between the installation and removal of the sampling device at a given point
3.1.12
sampling plan
precise protocol that, depending on the application of the principles of the strategy adopted, defines the spatial
and temporal dimensions of sampling, the frequency, the sample number, the quantities sampled, etc., and
the human resources to be used for the sampling operation
3.1.13
sampling strategy
set of technical principles that aim to resolve, depending on the objectives and site considered, the two main
issues which are the sampling density and the spatial distribution of the sampling areas
Note 1 to entry: The sampling strategy provides the set of technical options that will be required in the sampling plan.
3.1.14
radon-220 decay products
216 212
decay products of radon-220 disintegration such as polonium-216 ( Po), lead-212 ( Pb), bismuth-212
212 212 208
( Bi), polonium-212 ( Po) and thallium-208 ( Tl) (see Figure A.1)
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
λ Decay constant of the nuclide i, in per second
i
Average activity concentration, in becquerel per cubic metre
C

t Sampling duration, in hours
e Exposure to radon, in becquerel per cubic metre hour
u ( ) Standard uncertainty associated with the measurement result
U Expanded uncertainty calculated by U = k ⋅ u( ) with k = 2
∗
Decision threshold of the average activity concentration, in becquerel per cubic metre
C

#
Detection limit of the average activity concentration, in becquerel per cubic metre
C

< >
lower and upper limit of the confidence interval, respectively, of the average activity
C ,C

concentration, in becquerel per cubic metre
© ISO 2013 – All rights reserved
3

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ISO/DIS 16641
µ Quantity of the accumulated physical variable
Quantity due to the background effect
µ
0
ω Correction factor linked to the calibration factor and the sampling duration
d Track density for low air-exchange rate chamber in tracks per square centimetre
L
d Track density for high air-exchange rate chamber in tracks per square centimetre
H
Track density due to background in tracks per square centimetre
b

Calibration factor for radon-220 in a low air-exchange rate chamber in (tracks per square
f
Tn1
centimetre per hour) per (becquerel per cubic metre)
Calibration factor for radon-220 in a low air-exchange rate chamber in (tracks per square
f
Tn2
centimetre per hour) per (becquerel per cubic metre)
Calibration factor for radon-222 in a high air-exchange rate chamber in (tracks per square
f
Rn1
centimetre per hour) per (becquerel per cubic metre)
Calibration factor for radon-222 in a high air-exchange rate chamber in (tracks per square
f
Rn2
centimetre per hour) per (becquerel per cubic metre)
4 Principle of the measurement method
The integrated measurement of the average radon-220 activity concentration using a sold-state nuclear track
detector (SSNTD) is based on:
⎯ passive sampling using two chambers with different air-exchange rates during which the alpha particles,
including those produced by the disintegration of radon-220, radon-222 and their decay products, transfer
their energy by ionising or exciting the atoms in the polymer or plastic. This energy transferred to the medium
leaves areas of damage called “latent tracks”. Because of their different half-lives, radon-222 and radon-220
can be separated using these two chambers. In the high air-exchange rate chamber, both isotopes are
detected. In the low air-exchange rate chamber, however, radon–222 is mainly detected with only a small
quantity of radon-220 (See Figure 1);
⎯ transport of the exposed detectors to the laboratory for the appropriate chemical processing which
transforms the latent tracks into "visible tracks" counted via an optical system. The number of these visible
tracks per unit surface area is linked to the exposure value of the radon-220 and/or its decay products by the
calibration coefficient defined for detectors in the same batch processed chemically and counted under the
same conditions;
⎯ determination of the average activity concentration from the radon-220 exposure value and the sampling
period.
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4

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ISO/DIS 16641

Figure 1 — Principle of radon-thoron separation technique
5 Equipment
The apparatus includes:
⎯ a device composed of two closed accumulation chambers with different air-exchange rates. Each of them
is associated with a solid state nuclear track detector. The closed accumulation chambers have a filter
through which the radon-220 and radon-222 diffuse. This filter is set to prevent access of the aerosols
present in the air at the time of sampling, especially the solid radon-220 and radon-222 decay products
(See Figure 2);
⎯ the equipment and suitable chemical reagents for etching the detector (See ISO 11665-4);
⎯ an optical microscope and associated equipment for scanning and counting the etched tracks.
© ISO 2013 – All rights reserved
5

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ISO/DIS 16641

Key
1 solid state nuclear track detector (SSNTD)
2 support
3 filter or diffusion barrier
4 accumulation ch
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16641
Première édition
2014-10-01
Mesurage de la radioactivité dans
l’environnement — Air — Radon 220:
Méthode de mesure intégrée pour la
détermination de l’activité volumique
moyenne avec des détecteurs passifs
solides de traces nucléaires
Measurement of radioactivity in the environment — Air — Radon
220: Integrated measurement methods for the determination of the
average activity concentration using passive solid-state nuclear track
detectors
Numéro de référence
ISO 16641:2014(F)
©
ISO 2014

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ISO 16641:2014(F)

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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
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Publié en Suisse
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ISO 16641:2014(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 3
4 Principe de la méthode de mesure . 4
5 Équipement . 5
6 Prélèvement . 6
6.1 Objectif du prélèvement . 6
6.2 Caractéristiques du prélèvement . 6
6.3 Conditions de prélèvement . 6
7 Méthode de détection à l’aide de détecteurs solides de traces nucléaires (DSTN) .7
8 Mode opératoire de mesure . 7
8.1 Généralités . 7
8.2 Grandeurs d’influence. 8
8.3 Étalonnage . 8
9 Expression des résultats. 9
9.1 Activité volumique moyenne du thoron . 9
9.2 Incertitude-type . 9
9.3 Seuil de décision .10
9.4 Limite de détection .11
9.5 Limites de l’intervalle de confiance .11
9.6 Exemple .12
10 Rapport d’essai .13
Annexe A (informative) Le radon 220 et ses descendants .14
Bibliographie .16
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ISO 16641:2014(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
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ISO 16641:2014(F)

Introduction
Les isotopes 222, 220 et 219 du radon sont des gaz radioactifs produits par la désintégration des
isotopes 226, 224 et 223 du radium, lesquels sont respectivement des descendants de l’uranium 238,
du thorium 232 et de l’uranium 235 et sont tous présents dans l’écorce terrestre. La désintégration du
[1]
radon donne naissance à des éléments solides, également radioactifs, puis à du plomb stable.
Le radon est considéré comme étant la principale source d’exposition de l’homme au rayonnement
[2]
naturel. Le rapport de l’UNSCEAR (2006) suggère qu’au niveau mondial, le radon intervient pour
environ 52 % de l’exposition moyenne globale au rayonnement naturel. La part de l’isotope 222 (48 %) est
prépondérante sur l’isotope 220 (4 %), alors que celle de l’isotope 219 est considérée comme négligeable.
Des études récentes sur le radon 222 dans l’air intérieur et le cancer pulmonaire en Europe, en Amérique
du Nord et en Asie fournissent des éléments solides prouvant que le radon 222 provoque un nombre
important de cancers pulmonaires au sein de la population en général. Les estimations actuelles de la
proportion de cancers pulmonaires attribuables au radon 222 vont de 3 à 14 %, en fonction de l’activité
[3]
volumique moyenne du radon 222 dans le pays concerné et des méthodes de calcul.
L’activité volumique du radon 222 dans l’air intérieur est principalement mesurée par des détecteurs
[4]
passifs permettant de mesurer à la fois les signaux du radon 222 et du radon 220. Si les valeurs relevées
sont surestimées, le risque de cancer pulmonaire est donné comme une estimation biaisée lorsque des
études épidémiologiques sont réalisées. Les mesures du radon 222 et du radon 220 menées parallèlement
[4]-[11]
ont été effectuées dans plusieurs pays (Voir Tableau A.1). Les études effectuées en environnement
indiquent qu’il n’existe aucune corrélation entre le radon 222 et le radon 220 et les concentrations de
leurs descendants. Cela implique qu’un paramètre ne peut pas être estimé à partir d’un autre. À moins
que l’activité volumique du radon 220 ne soit mesurée, une concentration adéquate en radon 222 ne
peut être fournie à l’aide d’un dispositif de mesure du radon. En conséquence, une mesure spécifique du
radon 220 est justifiée.
Du fait de sa courte période, le radon 220 disparaît rapidement dans l’atmosphère. Un gradient d’activité
volumique est observé entre les parois ou le sol et le milieu des pièces. Selon l’objectif des mesures
(caractéristiques du bâtiment, caractérisation des matériaux de construction, etc.), le lieu du prélèvement
doit être choisi après avoir tenu compte de ce gradient.
Du fait d’un niveau très élevé de radon 222 dans l’atmosphère, il est très difficile de mesurer uniquement le
radon 220. La présente Norme internationale propose une méthode de mesurage de l’activité volumique
du radon 220 à l’aide d’un double système prenant en compte le radon 222 et le radon 220.
L’activité volumique du radon 220 et de ses descendants peut être mesurée de plusieurs manières
différentes. La technique de mesurage proposée est une méthode de mesure intégrée applicable
uniquement au radon 220.
© ISO 2014 – Tous droits réservés v

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NORME INTERNATIONALE ISO 16641:2014(F)
Mesurage de la radioactivité dans l’environnement —
Air — Radon 220: Méthode de mesure intégrée pour la
détermination de l’activité volumique moyenne avec des
détecteurs passifs solides de traces nucléaires
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale décrit uniquement les méthodes de mesure intégrées du radon 220
impliquant un prélèvement passif. Elle fournit des informations sur le mesurage de l’activité volumique
moyenne du radon 220 dans l’air, basé sur un prélèvement passif, de mise en œuvre facile et peu coûteuse,
ainsi que sur les conditions d’utilisation des dispositifs de mesure.
La présente Norme internationale traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes
comprises entre quelques mois à un an.
Ce type de mesure peut être également appliqué pour déterminer l’activité volumique du radon 222.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 11665-1:2012, Mesurage de la radioactivité dans l’environnement — Air: radon-222 — Partie 1: Origine
du radon et de ses descendants à vie courte, et méthodes de mesure associées
ISO 11929, Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection et extrémités
de l’intervalle de confiance) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes fondamentaux et
application
ISO/IEC 17025:2005, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et
d’essais
IEC 61577-1, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des descendants
du radon — Partie 1: Règles générales
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1.1
activité
nombre de désintégrations nucléaires spontanées ayant lieu dans une quantité donnée de matière
pendant un intervalle de temps raisonnablement court, divisé par cet intervalle de temps
[SOURCE: ISO 921:1997, 23]
Note 1 à l’article: L’activité est exprimée par la relation:
AN=×λ
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ISO 16641:2014(F)

La constante de désintégration est liée à la période radioactive (T) par la relation:
ln2
λ=
T
3.1.2
activité volumique
activité par unité de volume
[SOURCE: IEC 61577-1]
3.1.3
activité volumique moyenne
exposition à l’activité volumique divisée par la durée de prélèvement
3.1.4
exposition au radon
intégrale sur le temps de l’activité volumique du radon accumulée sur la durée d’exposition
Note 1 à l’article: L’exposition au radon est exprimée par:
t
e= Ctd
∫
0
3.1.5
mesurage intégré
mesurage effectué par prélèvement continu d’un volume d’air, une accumulation au cours du temps
de grandeurs physiques (nombre de traces nucléaires, nombre de charges électriques, etc.) liées à la
désintégration du radon et/ou de ses descendants, puis une analyse à l’issue de la période d’accumulation
3.1.6
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99]
3.1.7
prélèvement passif
prélèvement ne faisant appel à aucun dispositif actif tel que des pompes pour prélever dans l’atmosphère
[SOURCE: IEC 61577-1]
Note 1 à l’article: Dans ce cas, le prélèvement s’effectue essentiellement par diffusion.
3.1.8
étalon primaire
étalon qui est désigné ou largement reconnu comme présentant les plus hautes qualités métrologiques
et dont la valeur est établie sans se référer à d’autres étalons de la même grandeur
[SOURCE: IEC 61577-1]
Note 1 à l’article: Le concept d’étalon primaire est valable aussi bien pour les grandeurs de base que pour les
grandeurs dérivées.
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO 16641:2014(F)

3.1.9
atmosphère de référence
atmosphère dans laquelle les paramètres d’influence (aérosols, radioactivité, conditions climatiques,
etc.) sont suffisamment bien connus et contrôlés pour permettre son utilisation dans une procédure
d’essai d’instruments de mesure du thoron ou de ses descendants
[SOURCE: IEC 61577-1]
Note 1 à l’article: Les valeurs des paramètres concernés doivent être traçables à des étalons reconnus.
3.1.10
source de référence
source radioactive étalon secondaire utilisée pour étalonner les appareils de mesure
[SOURCE: IEC 61577-1]
3.1.11
durée de prélèvement
intervalle de temps entre la pose et la dépose d’un dispositif de prélèvement en un point donné
3.1.12
plan d’échantillonnage
protocole précis qui, d’après l’application des principes de la stratégie adoptée, définit les dimensions
spatiales et temporelles de l’échantillonnage, la fréquence, le nombre d’échantillons, les quantités
prélevées, etc., ainsi que les ressources humaines nécessaires à l’opération d’échantillonnage
3.1.13
stratégie d’échantillonnage
ensemble d’options techniques visant à résoudre, en fonction des objectifs et du site considérés, les
deux principales questions que sont la densité d’échantillonnage et la répartition spatiale des zones de
prélèvement
Note 1 à l’article: La stratégie d’échantillonnage fournit l’ensemble des options techniques qui sont requises dans
le plan d’échantillonnage.
3.1.14
descendants du radon 220
216 212 212 212
polonium 216 ( Po), plomb 212 ( Pb), bismuth 212 ( Bi), polonium 212 ( Po) et thallium 208
208
( Tl)
Note 1 à l’article: Voir Figure A.1.
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s’appliquent.
λ constante de désintégration du nucléide i, en «par seconde»
C
activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube (par exemple C activité volumique du
Tn
radon 220)

valeur vraie de l’activité volumique moyenne
C
t durée de prélèvement, en heures
e exposition au radon, en becquerels par mètre cube par heure

u 
incertitude-type de l’estimateur de la valeur vraie C
u() incertitude-type associée au résultat de mesure
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ISO 16641:2014(F)

U incertitude élargie calculée par U = k × u() avec k = 2
*
seuil de décision de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
C
#
limite de détection de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
C

limites basse et haute de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne, en becquerels par
CC,
mètre cube
ω facteur lié au facteur d’étalonnage f et à la durée de prélèvement
1 Tn2
ω facteur lié au facteur d’étalonnage f et à la durée de prélèvement
2 Tn1
ω facteur lié au facteur d’étalonnage f et à la durée de prélèvement
3 Rn1
ω facteur lié au facteur d’étalonnage f et à la durée de prélèvement
4 Rn2
d densité de traces pour la chambre à faible taux de renouvellement d’air, en traces par centimètre carré
L
d densité de traces pour la chambre à fort taux de renouvellement d’air, en traces par centimètre carré
H
densité de traces dues au bruit de fond, en traces par centimètre carré
b
f facteur d’étalonnage pour le radon 220 dans une chambre à faible taux de renouvellement d’air, en
Tn1
(traces par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
f facteur d’étalonnage pour le radon 220 dans une chambre à fort taux de renouvellement d’air, en (traces
Tn2
par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
f facteur d’étalonnage pour le radon 222 dans une chambre à faible taux de renouvellement d’air, en
Rn1
(traces par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
f facteur d’étalonnage pour le radon 222 dans une chambre à fort taux de renouvellement d’air, en (traces
Rn2
par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
4 Principe de la méthode de mesure
Le mesurage intégré de l’activité volumique moyenne du radon 220 à l’aide d’un détecteur solide de
[12]
traces nucléaires (DSTN) est fondé sur les éléments suivants:
— le prélèvement passif au moyen de deux chambres avec des taux de renouvellement d’air différents,
durant lequel les particules alpha, issues de la désintégration du radon 220, du radon 222 et de
leurs descendants, cèdent leur énergie en ionisant ou en excitant les atomes dans le polymère ou la
matière plastique. L’énergie cédée au milieu laisse des zones de dégâts appelées «traces latentes».
En raison de leurs périodes radioactives différentes, le radon 222 et le radon 220 peuvent être
séparés au moyen de ces deux chambres. Dans la chambre à fort taux de renouvellement d’air, les
deux isotopes sont détectés. Dans la chambre à faible taux de renouvellement d’air, le radon 222 est
principalement détecté avec seulement une petite quantité de radon 220 (voir Figure 1);
Il convient que le fort taux de renouvellement d’air soit le plus élevé possible afin que le facteur
d’étalonnage du radon 220 soit théoriquement le même que celui du radon 222. Inversement, il
convient que le faible taux de renouvellement d’air soit le plus faible possible avec une barrière de
diffusion élevée.
— le transport des détecteurs exposés jusqu’au laboratoire en vue du traitement chimique approprié
qui transforme les «traces latentes» en «traces révélées» comptées au moyen d’un système optique.
Le nombre de traces révélées par unité de surface est lié à l’exposition au radon 220 et de ses
descendants par le facteur d’étalonnage défini pour des détecteurs du même lot, dont le traitement
chimique et le comptage ont été effectués dans les mêmes conditions;
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ISO 16641:2014(F)

— la détermination de l’activité volumique moyenne du radon 220 à partir de la valeur d’exposition des
deux chambres et de la période de prélèvement.
Figure 1 — Principe de la technique de séparation radon-thoron
5 Équipement
L’appareillage comprend les éléments suivants.
5.1 Un dispositif composé de deux chambres d’accumulation fermées présentant des taux de
renouvellement d’air différents.
Chacune de ces chambres est associée à un détecteur solide de traces nucléaires. Chaque chambre
d’accumulation fermée est équipée d’un filtre à travers lequel le radon 220 et le radon 222 diffusent. Le
filtre est monté de manière à empêcher la pénétration des aérosols présents dans l’air au moment du
prélèvement, en particulier les descendants solides du radon 220 et du radon 222 (voir Figure 2).
Le détecteur solide de traces nucléaires (DSTN) doit provenir de la même feuille de matière plastique
pour éviter d’obtenir des résultats différents. Cependant, chaque lot de détecteurs solides de traces
nucléaires (DSTN) est étalonné.
5.2 L’équipement et les réactifs chimiques appropriés pour attaquer le détecteur.
Voir l’ISO 11665-4.
5.3 Un microscope optique et le matériel associé, pour analyser et compter les traces révélées.
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ISO 16641:2014(F)

Légende
1 détecteur solide de traces nucléaires (DSTN)
2 support
3 filtre ou barrière de diffusion
4 chambre d’accumulation
Figure 2 — Exemple de conception d’un dispositif de mesure sélectif du radon 222/radon 220
6 Prélèvement
6.1 Objectif du prélèvement
L’objectif du prélèvement est de placer le dispositif de mesure, sans interruption, dans un échantillon
d’air représentatif du milieu atmosphérique soumis à l’étude.
6.2 Caractéristiques du prélèvement
Le prélèvement est passif et il s’effectue à travers un milieu filtrant. Selon le taux de renouvellement
d’air de la chambre d’accumulation, un ou deux isotopes du radon peuvent diffuser dans la chambre.
Si le taux de renouvellement d’air est faible, seul le radon 222 peut diffuser dans la chambre. Si le taux
de renouvellement d’air est élevé, le radon 222 et le radon 220 peuvent diffuser dans la chambre. Le
prélèvement doit être effectué dans des conditions n’induisant pas de colmatage du milieu filtrant ce
qui conduirait à une modification des conditions de mesure. Un colmatage du milieu filtrant risque de
compromettre le renouvellement de l’air contenu dans la chambre.
6.3 Conditions de prélèvement
6.3.1 Installation du dispositif de prélèvement
L’installation du dispositif de mesure doit être effectuée comme spécifié dans l’ISO 11665-1.
Dans le cas spécifique du mesurage à l’intérieur d’un bâtiment, le dispositif de mesure est installé comme
suit:
— dans une zone qui n’est pas directement exposée au rayonnement solaire;
— dans un endroit éloigné de toute source de chaleur (radiateur, fenêtres panoramiques, équipement
électrique, cheminée, etc.);
6 © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO 16641:2014(F)

— dans un endroit éloigné des zones de circulation, des portes et des fenêtres, et des sources de
ventilation naturelle (le dispositif de mesure pourrait, par exemple, être placé sur un meuble tel
qu’une étagère ou un buffet);
— en fonction des conditions météorologiques.
6.3.2 Durée de prélèvement
La durée de prélèvement est égale à l’intervalle de temps entre la pose et la dépose du dispositif de
mesure au point de prélèvement.
Les dates et les heures de pose et de dépose du dispositif de mesure doivent être consignées.
La durée de prélèvement est ajustée en fonction du phénomène étudié, c’est-à-dire l’activité volumique
du radon 220 et du radon 222.
Il est important que la période de mesure corresponde au résultat escompté. À titre d’exemple, les
concentrations intérieures varient non seulement sur une journée, mais également sur plusieurs jours
de la semaine, en raison des variations de l’occupation des lieux et des conditions météorologiques. Selon
l’utilisation prévue des résultats de mesure, la durée de prélèvement doit être choisie conformément à
l’Article 6 de l’ISO 11665-1:2012.
Il convient que les utilisateurs connaissent les caractéristiques de saturation de leurs détecteurs car,
dans ce cas, les traces d’attaque se chevauchent en raison de leur nombre élevé sur une surface réduite.
Par conséquent, il convient aux utilisateurs d’adapter la durée du prélèvement de manière à éviter tout
risque de saturation.
6.3.3 Volume d’air prélevé
Pour le prélèvement passif, le mesurage direct du volume d’air prélevé n’est pas nécessaire.
7 Méthode de détection à l’aide de détecteurs solides de traces nucléaires
(DSTN)
Une particule alpha provoque une ionisation lorsqu’elle traverse certains détecteurs de traces nucléaires
en polymère ou en matière plastique (par exemple, nitrate de cellulose, polycarbonate). Après le passage
de la particule à travers les matériaux de détection, les recombinaisons ioniques ne sont pas complètes.
Une attaque chimique appropriée sert de révélateur. Le détecteur présente alors les traces sous forme de
trous ou de cônes d’attaque, dont le nombre est proportionnel au nombre de particules alpha détectées.
8 Mode opératoire de mesure
8.1 Généralités
Le mesurage est effectué comme suit:
a) sélection et localisation du point de mesurage;
b) pose du dispositif de mesure;
c) consignation de l’emplacement, de la date et de l’heure de l’installation du dispositif de mesure;
d) prélèvement d’un échantillon d’air représentatif de l’atmosphère à étudier;
e) dépose du dispositif de mesure;
f) consignation de la date et de l’heure de dépose du dispositif de mesure;
g) réalisation du traitement du dispositif de mesure le plus tôt possible;
© ISO 2014 – Tous droits réservés 7

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ISO 16641:2014(F)

Dans le cas où les détecteurs sont positionnés par un laboratoire/une société qui n’est pas en charge
du développement, il convient d’envoyer ces détecteurs au laboratoire afin de procéder à leur analyse
d’après le mode opératoire décrit par le laboratoire en charge du développement et selon les étapes
suivantes.
h) retrait du détecteur solide de traces nucléaires (DSTN) du dispositif de mesure de mesure;
i) révélation du détecteur solide de traces nucléaires (DSTN) par attaque chimique avec un traitement
chimique approprié. Les traces latentes créées par les particules alpha issues de la désintégration
du radon 220, du radon 222 et de leurs descendants sont converties en «traces révélées»;
j) balayage du détecteur solide de traces nucléaires (DSTN) au microscope optique et comptage du
nombre de traces révélées;
k) détermination du bruit de fond du détecteur solide de traces nucléaires (DSTN). Plusieurs (10, par
exemple) détecteurs, provenant du même lot, sont développés et comptés comme décrit dans les
étapes i) et j);
l) détermination de l’activité volumique moyenne par calcul.
8.2 Grandeurs d’influence
Diverses grandeurs peuvent influencer le mesurage et rendre les résultats non représentatifs de la
situation étudiée. Selon la méthode de mesure et le contrôle des grandeurs d’influence habituelles
spécifiées dans l’IEC 61577-1 et dans l’ISO
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 16641
ISO/TC 85/SC 2 Secrétariat: AFNOR
Début de vote Vote clos le

2013-06-24 2013-09-24
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION  •  МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ  •  ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION


Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air —
Radon 220: Méthode de mesure intégrée pour la détermination
de l'activité volumique moyenne avec des détecteurs passifs
solides de traces nucléaires
Measurement of radioactivity in the environment — Air — Radon 220: Integrated measurement methods for
the determination of the average activity concentration using passive solid-state nuclear track detectors

ICS 17.240







Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.


CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
©  Organisation Internationale de Normalisation, 2013

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ISO/DIS 16641


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Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à l’adresse ci-après ou au
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Publié en Suisse

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ISO/DIS 16641
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 3
4 Principe de la méthode de mesure . 4
5 Equipement . 5
6 Prélèvement . 6
6.1 Objectif du prélèvement . 6
6.2 Caractéristiques du prélèvement . 6
6.3 Conditions de prélèvement . 6
6.3.1 Installation du dispositif de prélèvement . 6
6.3.2 Durée de prélèvement . 7
6.3.3 Volume d'air prélevé . 7
7 Méthode de détection à l'aide de détecteurs solides de traces nucléaires (DSTN) . 7
8 Mode opératoire de mesure . 7
8.1 Généralités . 7
8.2 Variables d'influence . 8
8.3 Étalonnage . 8
9 Expression des résultats . 9
9.1 Activité volumique moyenne du thoron . 9
9.2 Incertitude-type . 9
9.3 Seuil de décision . 10
9.4 Limite de détection . 11
9.5 Limites de l'intervalle de confiance . 12
9.6 Exemple . 12
10 Rapport d'essai . 13
Annexe A (informative) Le radon 220 et ses descendants : généralités . 15
Bibliographie . 17

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ISO/DIS 16641
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'ISO 16641 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Energie nucléaire, technologies nucléaires, et
radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés

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ISO/DIS 16641
Introduction
Les isotopes 222, 220 et 219 du radon sont des gaz radioactifs produits par la désintégration des isotopes
226, 224 et 223 du radium qui sont des descendants respectifs de l'uranium 238, du thorium 232 et de
l'uranium 235 qui sont tous présents dans l'écorce terrestre. La désintégration du radon donne naissance à
des éléments solides, également radioactifs, puis à du plomb stable [1].
Le radon est considéré comme étant la principale source d'exposition aux rayonnements naturels pour
l'homme. D'après le rapport UNSCEAR (2006) [2], le radon représente, à l'échelle internationale, 52 %
environ du bilan radiologique moyen global dû aux rayonnements naturels. La part de l'isotope 222 (48 %) est
prépondérante sur l'isotope 220 (4 %), alors que celle de l'isotope 219 est considérée comme négligeable.
Des études récentes sur le radon 222 dans l'air intérieur et le cancer pulmonaire en Europe, en Amérique du
Nord et en Asie fournissent des éléments solides prouvant que le radon 222 provoque un nombre important
de cancers pulmonaires au sein de la population en général. Les estimations actuelles de la proportion de
cancers pulmonaires attribuables au radon 222 vont de 3 à 14 %, en fonction de la concentration moyenne en
radon 222 dans le pays concerné et des méthodes de calcul.
L’activité volumique du radon 222 dans l'air intérieur est principalement mesurée par des détecteurs passifs
permettant de mesurer à la fois les signaux du radon 222 et du radon 220. Si les valeurs relevées sont
surestimées, le risque de cancer pulmonaire est donné comme une estimation biaisée lorsque des études
épidémiologiques sont réalisées. Les études effectuées en environnement indiquent qu'il n'existe aucune
corrélation entre le radon 222 et le radon 220 et les concentrations de leurs descendants. Cela implique qu'un
paramètre ne peut pas être estimé à partir d'un autre. En conséquence, des mesures spécifiques du
radon 220 et de ses descendants sont justifiées car les normes de mesure du radon 222 ne peuvent pas être
appliqués.
L'activité volumique du radon 220 et de ses descendants peut être mesurée de plusieurs manières
différentes. La technique de mesurage proposée est une méthode de mesure intégrée uniquement applicable
au radon 220.
© ISO 2013 – Tous droits réservés v

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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 16641
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air —
Radon 220: Méthode de mesure intégrée pour la détermination
de l'activité volumique moyenne avec des détecteurs passifs
solides de traces nucléaires
1 Domaine d'application
Le présent document traite de méthodes de mesure intégrées du radon 220 impliquant uniquement un
prélèvement passif. Il fournit des informations sur le mesurage de l'activité volumique moyenne du radon 220
dans l'air, basé sur un prélèvement passif simple et peu onéreux, et sur les conditions d'utilisation des
dispositifs de mesure.
La présente norme couvre des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes comprises entre
quelques mois à un an.
Ce type de mesure peut être appliqué pour déterminer à la fois l'activité volumique du radon 220 et celle du
radon 222.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 11665-1, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement ― Air: Radon 222 ― Partie 1 : Origine du
radon et de ses descendants à vie courte, et méthodes de mesure associées.
ISO/CEI Guide 98-3, Incertitude de mesure ― Partie 3 : Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure
(GUM:1995).
ISO 11929, Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection et extrémités de
l'intervalle de confiance) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes fondamentaux et
applications.
CEI 61577-1, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des descendants
du radon — Partie 1 : Règles générales.
CEI 61577-2, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des descendants
du radon — Partie 2 : Exigences spécifiques concernant les instruments de mesure du radon.
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions suivants s'appliquent.
3.1.1
activité
nombre de désintégrations nucléaires spontanées ayant lieu dans une quantité donnée de matière pendant
un intervalle de temps raisonnablement court, divisé par cet intervalle de temps
[Source : ISO 921]
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1

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ISO/DIS 16641
L'activité est exprimée par la relation :
A N
(1)
La constante de désintégration est liée à la période radioactive par la relation :
Ln 2
 = (2)
T
3.1.2
activité volumique
masse par unité de volume
[Source : CEI 61577-1]
3.1.3
activité volumique moyenne
exposition à l'activité volumique divisée par la durée de prélèvement
3.1.4
exposition au radon
valeur de l'intégrale en fonction du temps de l'activité volumique du radon accumulée pendant la période
d'exposition
L'exposition au radon est exprimée par l'Équation (3) :
t
e  Cdt (3)

0
3.1.5
mesurage intégré
mesurage effectué par prélèvement continu d’un volume d’air, une accumulation au cours du temps de
grandeurs physiques (nombre de traces nucléaires, nombre de charges électriques, etc.) liées à la
désintégration du radon et/ou de ses descendants, puis une analyse à la fin de la période d'accumulation
3.1.6
mesurande
grandeur particulière soumise à mesurage (VIM)
3.1.7
prélèvement passif
prélèvement ne faisant appel à aucun dispositif actif telles que des pompes pour prélever dans l'atmosphère
Note 1 à l'article : Dans ce cas, le prélèvement s’effectue essentiellement par diffusion
[Source : CEI 61577-1]
3.1.8
étalon primaire
étalon qui est désigné ou largement reconnu comme présentant les plus hautes qualités métrologiques et
dont la valeur est établie sans se référer à d'autres étalons de la même grandeur
[Source : CEI 61577-1]
Note 1 à l'article : Le concept d'étalon primaire est valable aussi bien pour les grandeurs de base que pour les
grandeurs dérivées.
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2

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ISO/DIS 16641
3.1.9
atmosphère de référence
atmosphère radioactive dans laquelle les paramètres d'influence (aérosols, radioactivité, conditions
climatiques, etc.) sont suffisamment bien connus et contrôlés pour permettre son utilisation dans une
procédure de test d'instruments de mesure du thoron ou de ses descendants
Note 1 à l'article : Les valeurs des paramètres concernés doivent être traçables à des étalons reconnus
[Source : CEI 61577-1]
3.1.10
source de référence
source radioactive étalon secondaire utilisée pour étalonner les appareils de mesure
[Source : CEI 61577-1]
3.1.11
durée de prélèvement
intervalle de temps entre la pose et la dépose d'un dispositif de prélèvement en un point donné
3.1.12
plan d'échantillonnage
protocole précis qui, d'après l'application des principes de la stratégie adoptée, définit les dimensions
spatiales et temporelles de l'échantillonnage, la fréquence, le nombre d’échantillons, les quantités prélevées,
etc., ainsi que les ressources humaines nécessaires à l'opération d'échantillonnage
3.1.13
stratégie d’échantillonnage
ensemble d'options techniques visant à résoudre, en fonction des objectifs et du site considérés, les deux
principales questions que sont la densité d'échantillonnage et la répartition spatiale des zones de prélèvement
Note 1 à l'article : La stratégie d’échantillonnage fournit l'ensemble des options techniques qui seront requises dans le
plan d’échantillonnage.
3.1.14
descendants du radon 220
216 212
descendants issus de la désintégration du radon 220, tels que le polonium 216 ( Po), le plomb 212 ( Pb),
212 212 208
le bismuth 212 ( Bi), le polonium 212 ( Po) et le thallium 208 ( Tl) (voir Figure A.1)
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s'appliquent.
 Constante de désintégration du nucléide i, en « par seconde »
i
C
Activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
t Durée de prélèvement, en heures
e Exposition au radon, en becquerels par mètre cube par heure
u ( ) Incertitude-type associée au résultat de mesure
U Incertitude élargie calculée par U k u avec k = 2

C
Seuil de décision de l'activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
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ISO/DIS 16641
#
C
Limite de détection de l'activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
 
C ,C
limites basse et haute de l'intervalle de confiance de l'activité volumique moyenne, en becquerels
par mètre cube
 Grandeur de la variable physique accumulée
 Grandeur due à l'effet du bruit de fond
0
 Facteur de correction lié au facteur d'étalonnage et à la durée de prélèvement
d Densité de traces pour la chambre à faible taux de renouvellement d'air, en traces par centimètre
L
carré
d Densité de traces pour la chambre à taux de renouvellement d'air élevé, en traces par centimètre
H
carré
b
Densité de traces dues au bruit de fond, en traces par centimètre carré
f Facteur d'étalonnage pour le radon 220 dans une chambre à faible taux de renouvellement d'air, en
Tn1
(traces par centimètre carré par heure) par (becquerel par mètre cube)
f Facteur d'étalonnage pour le radon 220 dans une chambre à faible taux de renouvellement d'air, en
Tn2
(traces par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
f Facteur d'étalonnage pour le radon 222 dans une chambre à taux de renouvellement d'air élevé, en
Rn1
(traces par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
f Facteur d'étalonnage pour le radon 222 dans une chambre à taux de renouvellement d'air élevé, en
Rn2
(traces par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
4 Principe de la méthode de mesure
La mesure intégrée de l'activité volumique moyenne du radon 220 à l'aide d'un détecteur solide de traces
nucléaires (DSTN) repose sur :
 le prélèvement passif en utilisant deux chambres avec des taux de renouvellement d'air différents, durant
lequel les particules alpha, y compris celles produites par la désintégration du radon 220, du radon 222 et
de leurs descendants, cèdent leur énergie en ionisant ou en excitant les atomes dans le polymère ou la
matière plastique. L'énergie cédée au milieu laisse des zones affectées appelées « traces latentes ». En
raison de leurs périodes radioactives différentes, le radon 222 et le radon 220 peuvent être séparés au
moyen de ces deux chambres. Dans la chambre à taux de renouvellement d'air élevé, les deux isotopes
sont détectés. Dans la chambre à faible taux de renouvellement d'air, cependant, le radon 222 est
principalement détecté avec seulement une petite quantité de radon 220 (voir Figure 1) ;
 le transport des détecteurs exposés au laboratoire en vue du traitement chimique approprié qui
transforme les « traces latentes » en « traces révélées » comptées au moyen d'un système optique. Le
nombre de traces révélées par unité de surface est lié à l'exposition au radon 220 et/ou de ses
descendants par le facteur d'étalonnage défini pour des détecteurs du même lot, dont le traitement
chimique et le comptage ont été effectués dans les mêmes conditions ;
 la détermination de l'activité volumique moyenne à partir de la valeur d'exposition au radon 220 et de la
période de prélèvement.
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ISO/DIS 16641


Figure 1 — Principe de la technique de séparation radon-thoron
5 Equipement
L'appareillage comprend :
 un dispositif composé de deux chambres d'accumulation fermées présentant des taux de renouvellement
d'air différents. Chacune de ces chambres est associée à un détecteur solide de traces nucléaires. Les
chambres d'accumulation fermées sont munies d'un filtre à travers lequel le radon 220 et le radon 222
diffusent. Le filtre est monté de manière à empêcher la pénétration des aérosols présents dans l'air au
moment du prélèvement, en particulier les descendants solides du radon 220 et du radon 222 (voir
Figure 2) ;
 l'équipement et les réactifs chimiques appropriés pour attaquer le détecteur (voir l'ISO 11665-4) ;
 un microscope optique et le matériel associé pour analyser et compter les traces révélées.
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ISO/DIS 16641


Légende
1 détecteur solide de traces nucléaires (DSTN)
2 support
3 filtre ou barrière de diffusion
4 chambre d'accumulation
Figure 2 — Exemple de concep
...