Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 6: Gross alpha and gross beta activities — Test method using gas-flow proportional counting

This document provides a method that allows an estimation of gross radioactivity of alpha- and beta-emitters present in soil samples. It applies, essentially, to systematic inspections based on comparative measurements or to preliminary site studies to guide the testing staff both in the choice of soil samples for measurement as a priority and in the specific analysis methods for implementation. The gross α or β radioactivity is generally different from the sum of the effective radioactivities of the radionuclides present since, by convention, the same alpha counting efficiency is assigned for all the alpha emissions and the same beta counting efficiency is assigned for all the beta emissions. Soil includes rock from bedrock and ore as well as construction materials and products, potery, etc. using naturally occurring radioactive materials (NORM) or those from technological processes involving Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials (TENORM), e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate fertilizer production and use. The test methods described in this document can also be used to assess gross radioactivity of alpha- and beta-emitters in sludge, sediment, construction material and products following proper sampling procedure[2][3][4][5][7][8]. For simplification, the term "soil" used in this document covers the set of elements mentioned above.

Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 6: Mesurage des activités alpha globale et bêta globale — Méthode d’essai utilisant un compteur proportionnel à circulation gazeuse

Le présent document spécifie une méthode d'estimation de la radioactivité globale des émetteurs alpha et bêta présents dans les échantillons de sol. Il s'applique essentiellement aux contrôles systématiques basés sur des mesurages comparatifs ou aux études de site préliminaires destinées à guider le personnel en charge des essais dans le choix des échantillons de sol à mesurer en priorité et des méthodes d'analyse spécifiques à mettre en œuvre. La radioactivité α ou β globale est généralement différente de la somme des radioactivités effectives des radionucléides présents puisque, par convention, le même rendement de comptage alpha est affecté à toutes les émissions alpha et le même rendement de comptage bêta est affecté à toutes les émissions bêta. Le sol comprend les roches provenant du socle rocheux et le minerai ainsi que les matériaux et produits de construction, de poteries, etc. utilisant des matières radioactives naturelles (MRN), ou celles résultant de procédés technologiques impliquant des matières radioactives naturelles améliorées technologiquement (MRNAT), par exemple l'exploitation minière et le traitement des sables minéraux ou la production et l'utilisation d'engrais phosphatés. Les méthodes d'essai décrites dans le présent document peuvent également être utilisées pour évaluer la radioactivité globale des émetteurs alpha et bêta dans une boue, dans un sédiment, dans un matériau de construction et dans des produits de construction en suivant un mode opératoire d'échantillonnage approprié[2][3][4][5][7][8]. Pour plus de commodité, le terme « sol » utilisé dans le présent document couvre l'ensemble des éléments susmentionnés.

General Information

Status
Published
Publication Date
17-Dec-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
18-Dec-2019
Completion Date
18-Dec-2019
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ISO 18589-6:2019 - Measurement of radioactivity in the environment -- Soil
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ISO 18589-6:2019 - Mesurage de la radioactivité dans l'environnement -- Sol
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18589-6
Second edition
2019-12
Measurement of radioactivity in the
environment — Soil —
Part 6:
Gross alpha and gross beta activities
— Test method using gas-flow
proportional counting
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 6: Mesurage des activités alpha globale et bêta globale —
Méthode d’essai utilisant un compteur proportionnel à circulation
gazeuse
Reference number
ISO 18589-6:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 18589-6:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, 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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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
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Fax: +41 22 749 09 47
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 18589-6:2019(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

6 Chemical reagents and equipment .................................................................................................................................................... 2

7 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 3

7.1 Preparation of sources ..................................................................................................................................................................... 3

7.2 Calibration .................................................................................................................................................................................................. 3

7.2.1 Principle .................................................................................................................................................................................. 3

7.2.2 Procedure ............................................................................................................................................................................... 4

7.3 Calibration curves ................................................................................................................................................................................ 5

7.4 Background determination .......................................................................................................................................................... 5

7.5 Measurement ............................................................................................................................................................................................ 5

8 Expression of results ........................................................................................................................................................................................ 5

8.1 Activities per unit mass ................................................................................................................................................................... 5

8.1.1 Calculation of alpha activity per unit of mass ......................................................................................... 5

8.1.2 Calculation of beta activity per unit of mass ............................................................................................ 5

8.2 Standard uncertainty ......................................................................................................................................................................... 6

8.2.1 Standard uncertainty of the alpha activity per unit of mass ...................................................... 6

8.2.2 Standard uncertainty of the beta activity per unit of mass ......................................................... 6

8.3 Decision threshold ............................................................................................................................................................................... 7

8.3.1 Decision threshold of the alpha activity per unit of mass ............................................................ 7

8.3.2 Decision threshold of the beta activity per unit of mass ............................................................... 7

8.4 Detection limit ......................................................................................................................................................................................... 8

8.4.1 Detection limit of the alpha activity per unit of mass ...................................................................... 8

8.4.2 Detection limit of the beta activity per unit of mass ......................................................................... 8

8.5 Confidence limits................................................................................................................................................................................... 8

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Preparation of reference measurement standards with plutonium 239 ......10

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................12

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 18589-6:2019(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 voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www .iso .org/ iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies

and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 18589-6:2009), which has been

technically revised.
The main change compared to the previous edition is as follows:

— The introduction has been reviewed accordingly to the generic introduction adopted for the

standards published on the radioactivity measurement in the environment.
A list of all parts in the ISO 18589 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 18589-6:2019(E)
Introduction

Everyone is exposed to natural radiation. The natural sources of radiation are cosmic rays and

naturally occurring radioactive substances which exist in the earth and flora and fauna, including the

human body. Human activities involving the use of radiation and radioactive substances add to the

radiation exposure from this natural exposure. Some of those activities, such as the mining and use

of ores containing naturally-occurring radioactive materials (NORM) and the production of energy

by burning coal that contains such substances, simply enhance the exposure from natural radiation

sources. Nuclear power plants and other nuclear installations use radioactive materials and produce

radioactive effluent and waste during operation and decommissioning. The use of radioactive materials

in industry, agriculture and research is expanding around the globe.

All these human activities give rise to radiation exposures that are only a small fraction of the global

average level of natural exposure. The medical use of radiation is the largest and a growing man-made

source of radiation exposure in developed countries. It includes diagnostic radiology, radiotherapy,

nuclear medicine and interventional radiology.

Radiation exposure also occurs as a result of occupational activities. It is incurred by workers in

industry, medicine and research using radiation or radioactive substances, as well as by passengers

and crew during air travel. The average level of occupational exposures is generally below the global

average level of natural radiation exposure (see Reference [1]).

As uses of radiation increase, so do the potential health risk and the public's concerns. Thus, all these

exposures are regularly assessed in order to:

— improve the understanding of global levels and temporal trends of public and worker exposure;

— evaluate the components of exposure so as to provide a measure of their relative importance;

— identify emerging issues that may warrant more attention and study. While doses to workers are

mostly directly measured, doses to the public are usually assessed by indirect methods using the

results of radioactivity measurements of waste, effluent and/or environmental samples.

To ensure that the data obtained from radioactivity monitoring programs support their intended use, it

is essential that the stakeholders (for example nuclear site operators, regulatory and local authorities)

agree on appropriate methods and procedures for obtaining representative samples and for handling,

storing, preparing and measuring the test samples. An assessment of the overall measurement

uncertainty also needs to be carried out systematically. As reliable, comparable and ‘fit for purpose’

data are an essential requirement for any public health decision based on radioactivity measurements,

international standards of tested and validated radionuclide test methods are an important tool for

the production of such measurement results. The application of standards serves also to guarantee

comparability of the test results over time and between different testing laboratories. Laboratories

apply them to demonstrate their technical competences and to complete proficiency tests successfully

during interlaboratory comparisons, two prerequisites for obtaining national accreditation.

Today, over a hundred International Standards are available to testing laboratories for measuring

radionuclides in different matrices.

Generic standards help testing laboratories to manage the measurement process by setting out the

general requirements and methods to calibrate equipment and validate techniques. These standards

underpin specific standards which describe the test methods to be performed by staff, for example, for

different types of sample. The specific standards cover test methods for:
40 3 14

— naturally-occurring radionuclides (including K, H, C and those originating from the thorium

226 228 234 238 210

and uranium decay series, in particular Ra, Ra, U, U and Pb) which can be found in

materials from natural sources or can be released from technological processes involving naturally

occurring radioactive materials (e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate

fertilizer production and use);
© ISO 2019 – All rights reserved v
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ISO 18589-6:2019(E)

— human-made radionuclides, such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium,

3 14 90

and curium), H, C, Sr and gamma-ray emitting radionuclides found in waste, liquid and gaseous

effluent, in environmental matrices (water, air, soil and biota), in food and in animal feed as a result

of authorized releases into the environment, fallout from the explosion in the atmosphere of nuclear

devices and fallout from accidents, such as those that occurred in Chernobyl and Fukushima.

The fraction of the background dose rate to man from environmental radiation, mainly gamma

radiation, is very variable and depends on factors such as the radioactivity of the local rock and soil, the

nature of building materials and the construction of buildings in which people live and work.

A reliable determination of the activity concentration of gamma-ray emitting radionuclides in various

matrices is necessary to assess the potential human exposure, to verify compliance with radiation

protection and environmental protection regulations or to provide guidance on reducing health risks.

Gamma-ray emitting radionuclides are also used as tracers in biology, medicine, physics, chemistry, and

engineering. Accurate measurement of the activities of the radionuclides is also needed for homeland

security and in connection with the Non-Proliferation Treaty (NPT).

This document describes the requirements to allow an estimation of gross radioactivity of alpha- and

beta-emitters in soil samples after proper sampling, sample handling and test sample preparation in a

testing laboratory or in situ.

This document is to be used in the context of a quality assurance management system (ISO/IEC 17025).

This document is published in several parts for use jointly or separately according to needs. These parts

are complementary and are addressed to those responsible for determining the radioactivity present

in soil, bedrocks and ore (NORM or TENORM). The first two parts are general in nature describe the

setting up of programmes and sampling techniques, methods of general processing of samples in the

laboratory (ISO 18589-1), the sampling strategy and the soil sampling technique, soil sample handling

and preparation (ISO 18589-2). ISO 18589-3 to ISO 18589-5 deal with nuclide-specific test methods

to quantify the activity concentration of gamma emitters radionuclides (ISO 18589-3 and ISO 20042),

plutonium isotopes (ISO 18589-4) and Sr (ISO 18589-5) of soil samples. ISO 18589-6 deals with

non-specific measurements to quantify rapidly gross alpha or gross beta activities and ISO 18589-7

describes in situ measurement of gamma-emitting radionuclides.

The test methods described in ISO 18589-3 to ISO 18589-6 can also be used to measure the radionuclides

in sludge, sediment, construction material and products following proper sampling procedure.

This document is one of a set of International Standards on measurement of radioactivity in the

environment.

Additional parts can be added to ISO 18589 in the future if the standardization of the measurement of

other radionuclides becomes necessary.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18589-6:2019(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 6:
Gross alpha and gross beta activities — Test method using
gas-flow proportional counting
1 Scope

This document provides a method that allows an estimation of gross radioactivity of alpha- and beta-

emitters present in soil samples. It applies, essentially, to systematic inspections based on comparative

measurements or to preliminary site studies to guide the testing staff both in the choice of soil samples

for measurement as a priority and in the specific analysis methods for implementation.

The gross α or β radioactivity is generally different from the sum of the effective radioactivities of the

radionuclides present since, by convention, the same alpha counting efficiency is assigned for all the

alpha emissions and the same beta counting efficiency is assigned for all the beta emissions.

Soil includes rock from bedrock and ore as well as construction materials and products, potery, etc.

using naturally occurring radioactive materials (NORM) or those from technological processes

involving Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials (TENORM), e.g. the

mining and processing of mineral sands or phosphate fertilizer production and use.

The test methods described in this document can also be used to assess gross radioactivity of alpha-

and beta-emitters in sludge, sediment, construction material and products following proper sampling

[2][3][4][5][7][8]
procedure .

For simplification, the term “soil” used in this document covers the set of elements mentioned above.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 11074, Soil quality — Vocabulary

ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories

ISO 18589-1, Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 1: General guidelines and

definitions

ISO 18589-2, Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 2: Guidance for the selection

of the sampling strategy, sampling and pre-treatment of samples

ISO 18589-4, Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 4: Plutonium 238 and

plutonium 239 + 240 — Test method using alpha spectrometry
ISO 80000-10, Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11074, ISO 18589-1 and

ISO 80000-10 apply.
© ISO 2019 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 18589-6:2019(E)

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org
4 Symbols
m mass of the test portion, expressed in kilograms;
a activity per unit of mass, expressed in becquerel per kilogram;
A , A activity of the
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18589-6
Deuxième édition
2019-12
Mesurage de la radioactivité dans
l'environnement — Sol —
Partie 6:
Mesurage des activités alpha globale
et bêta globale — Méthode d’essai
utilisant un compteur proportionnel à
circulation gazeuse
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 6: Gross alpha and gross beta activities — Test method using
gas-flow proportional counting
Numéro de référence
ISO 18589-6:2019(F)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 18589-6:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 18589-6:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Symboles ....................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 2

6 Réactifs chimiques et appareillage ................................................................................................................................................... 3

7 Mode opératoire.................................................................................................................................................................................................... 3

7.1 Préparation des sources ................................................................................................................................................................. 3

7.2 Étalonnage .................................................................................................................................................................................................. 4

7.2.1 Principe .................................................................................................................................................................................... 4

7.2.2 Mode opératoire ............................................................................................................................................................... 4

7.3 Courbes d’étalonnage ........................................................................................................................................................................ 5

7.4 Détermination du mouvement propre ............................................................................................................................... 5

7.5 Mesurage ...................................................................................................................................................................................................... 5

8 Expression des résultats............................................................................................................................................................................... 5

8.1 Activités par unité de masse ......... ............................................................................................................................................... 5

8.1.1 Calcul de l’activité alpha par unité de masse ........................................................................................... 5

8.1.2 Calcul de l’activité bêta par unité de masse .............................................................................................. 6

8.2 Incertitude-type ..................................................................................................................................................................................... 6

8.2.1 Incertitude-type de l’activité alpha par unité de masse ................................................................. 6

8.2.2 Incertitude-type de l’activité bêta par unité de masse.................................................................... 6

8.3 Seuil de décision .................................................................................................................................................................................... 7

8.3.1 Seuil de décision de l’activité alpha par unité de masse ................................................................ 7

8.3.2 Seuil de décision de l’activité bêta par unité de masse ................................................................... 7

8.4 Limite de détection .............................................................................................................................................................................. 8

8.4.1 Limite de détection de l’activité alpha par unité de masse ......................................................... 8

8.4.2 Limite de détection de l’activité bêta par unité de masse ............................................................ 8

8.5 Limites de l’intervalle de confiance ....................................................................................................................................... 8

9 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 9

Annexe A (informative) Préparation des étalons de mesure de référence avec du plutonium 239 10

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................12

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
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ISO 18589-6:2019(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 attirée 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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies

nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 18589-6:2009), qui a fait l’objet

d’une révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— révision de l’introduction conformément à l’introduction générale adoptée pour les normes publiées

traitant du mesurage de la radioactivité dans l’environnement.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 18589 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 18589-6:2019(F)
Introduction

Tout individu est exposé à des rayonnements naturels. Les sources naturelles de rayonnement sont les

rayons cosmiques et les substances radioactives naturellement présentes dans la terre, la faune et la

flore, incluant le corps humain. Les activités anthropiques impliquant l’utilisation de rayonnements

et de substances radioactives s’ajoutent à l’exposition aux rayonnements résultant de cette exposition

naturelle. Certaines de ces activités, dont l’exploitation minière et l’utilisation de minerais contenant des

matières radioactives naturelles (MRN) ainsi que la production d’énergie par combustion de charbon

contenant ces substances, ne font qu’augmenter l’exposition des sources naturelles de rayonnement. Les

centrales électriques nucléaires et autres installations nucléaires emploient des matières radioactives et

génèrent des effluents et des déchets radioactifs dans le cadre de leur exploitation et leur déclassement.

L’utilisation de matières radioactives dans les secteurs de l’industrie, de l’agriculture et de la recherche

connaît un essor mondial.

Toutes ces activités anthropiques provoquent des expositions aux rayonnements qui ne représentent

qu’une petite fraction du niveau moyen mondial d’exposition naturelle. Dans les pays développés,

l’utilisation des rayonnements à des fins médicales représente la plus importante source anthropique

d’exposition aux rayonnements et qui de plus ne cesse d’augmenter. Ces applications médicales englobent

la radiologie diagnostique, la radiothérapie, la médecine nucléaire et la radiologie interventionnelle.

L’exposition aux rayonnements découle également d’activités professionnelles. Elle est subie par les

employés des secteurs de l’industrie, de la médecine et de la recherche qui utilisent des rayonnements

ou des substances radioactives, ainsi que par les passagers et le personnel navigant pendant les voyages

aériens. Le niveau moyen des expositions professionnelles est généralement inférieur au niveau moyen

mondial des expositions naturelles aux rayonnements (voir Référence [1]).

Du fait de l’utilisation croissante des rayonnements, le risque pour la santé et les préoccupations du

public augmentent. Par conséquent, toutes ces expositions sont régulièrement évaluées afin:

— de mieux connaître les niveaux mondiaux et les tendances temporelles de l’exposition du public et

des salariés;

— d’évaluer les composantes de l’exposition et de chiffrer leur importance relative;

— d’identifier de nouvelles problématiques qui peuvent mériter une plus grande attention et

une surveillance. Alors que les doses reçues par les travailleurs sont le plus souvent mesurées

directement, celles reçues par le public sont habituellement évaluées par des méthodes indirectes

qui consistent à exploiter les résultats des mesurages de la radioactivité de déchets, effluents et/ou

échantillons environnementaux.

Afin de garantir que les données obtenues dans le cadre de programmes de surveillance de la

radioactivité permettent de répondre à l’objectif de l’évaluation, il est primordial que les parties

prenantes (par exemple, les exploitants de site nucléaire, les organismes de réglementation et les

autorités locales) conviennent des méthodes et modes opératoires appropriés pour obtenir des

échantillons représentatifs ainsi que pour la manipulation, le stockage, la préparation et le mesurage

des échantillons pour essai. Il est également nécessaire de procéder systématiquement à une évaluation

de l’incertitude globale de mesure. Pour toute décision en matière de santé publique s’appuyant sur

des mesures de la radioactivité, il est capital que les données soient fiables, comparables et adéquates

par rapport à l’objectif de l’évaluation; c’est pourquoi les normes internationales spécifiant des

méthodes d’essai des radionucléides qui ont été vérifiées par des essais et validées sont un outil

important dans l’obtention de tels résultats de mesure. L’application de normes permet également de

garantir la comparabilité des résultats d’essai dans le temps et entre différents laboratoires d’essai.

Les laboratoires les appliquent pour démontrer leurs compétences techniques et pour passer les essais

d’aptitude lors d’études interlaboratoires, deux conditions préalables à l’obtention d’une accréditation

nationale.

À l’heure actuelle, plus d’une centaine de Normes internationales sont à la disposition des laboratoires

d’essai pour leur permettre de mesurer les radionucléides dans différentes matrices.

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ISO 18589-6:2019(F)

Les normes générales aident les laboratoires d’essai à maîtriser le processus de mesure en définissant

les exigences et méthodes générales d’étalonnage des appareils et de validation des techniques. Ces

normes viennent à l’appui de normes spécifiques qui décrivent les méthodes d’essai à mettre en œuvre

par le personnel, par exemple pour différents types d’échantillons. Les normes spécifiques couvrent les

méthodes d’essai relatives aux:
40 3 14

— radionucléides naturels (comprenant le K, le H, le C et les radionucléides des familles radioactives

226 228 234 238 210

du thorium et de l’uranium, notamment le Ra, le Ra, le U, le U et le Pb) qui peuvent être

retrouvés dans des matériaux issus de sources naturelles ou qui peuvent être émis par des procédés

technologiques impliquant des matières radioactives naturelles (par exemple, l’exploitation minière

et le traitement des sables minéraux ou la production et l’utilisation d’engrais phosphatés);

— radionucléides anthropiques, tels que les éléments transuraniens (américium, plutonium, neptunium,

3 14 90

curium), le H, le C, le Sr et les radionucléides émetteurs gamma retrouvés dans les déchets, les

effluents liquides et gazeux, dans les matrices environnementales (telles que l’eau, l’air, le sol, le

biote), dans l’alimentation et dans les aliments pour animaux à la suite de rejets autorisés dans

l’environnement, d’une contamination par des retombées radioactives engendrées par l’explosion

dans l’atmosphère de dispositifs nucléaires et d’une contamination par des retombées radioactives

résultant d’accidents tels que ceux qui se sont produits à Tchernobyl et à Fukushima.

La fraction du débit de dose d’exposition au rayonnement bruit de fond due aux rayonnements

environnementaux, principalement aux rayonnements gamma, qu’une personne reçoit est très variable

et dépend de plusieurs facteurs tels que la radioactivité de la roche locale et du sol local, la nature des

matériaux de construction et la construction des bâtiments dans lesquels les personnes vivent ou

travaillent.

Une détermination fiable de l’activité massique des radionucléides émetteurs gamma dans différentes

matrices est nécessaire pour évaluer le niveau potentiel d’exposition des êtres humains, vérifier

la conformité à la législation en matière d’environnement et de radioprotection ou donner des

recommandations visant à limiter les risques sur la santé. Les radionucléides émetteurs gamma

sont également utilisés en tant que traceurs en biologie, médecine, physique, chimie et ingénierie. Un

mesurage précis de l’activité des radionucléides est également nécessaire pour la sécurité intérieure et

dans le cadre du traité de non-prolifération (T.N.P.).

Le présent document décrit les exigences permettant une estimation de la radioactivité globale des

émetteurs alpha et bêta présents dans des échantillons de sol suite à un échantillonnage, à un traitement

des échantillons et à une préparation des échantillons pour essai dans un laboratoire d’essai ou sur site

appropriés.

Le présent document doit être utilisé dans le cadre d’un système de management de l’assurance qualité

(ISO/IEC 17025).

Le présent document est publié en plusieurs parties, à utiliser ensemble ou séparément selon les

besoins. Elles sont complémentaires entre elles et s’adressent aux personnes chargées de déterminer

la radioactivité présente dans les sols, les socles rocheux et le minerai (MRN ou MRNAT). Les deux

premières parties sont générales et décrivent la définition des programmes et des techniques

d’échantillonnage, des méthodes de traitement général d’échantillons dans le laboratoire (ISO 18589-1),

ainsi que la stratégie d’échantillonnage et la technique d’échantillonnage des échantillons de sol,

la manipulation et la préparation des échantillons de sol (ISO 18589-2). Les normes ISO 18589-3 à

ISO 18589-5 traitent de méthodes d’essai propres à un nucléide pour quantifier l’activité massique des

radionucléides émetteurs gamma (ISO 18589-3 et ISO 20042), des isotopes de plutonium (ISO 18589-4)

et du Sr (ISO 18589-5) des échantillons de sol. L’ISO 18589-6 traite des mesurages non spécifiques

pour quantifier rapidement des activités alpha globale ou bêta globale et l’ISO 18589-7 décrit un

mesurage in situ de radionucléides émetteurs gamma.

Les méthodes d’essai décrites dans les normes ISO 18589-3 à ISO 18589-6 peuvent également être

utilisées pour mesurer les radionucléides dans une boue, dans un sédiment, dans un matériau de

construction et dans des produits de construction en suivant un mode opératoire d’échantillonnage

approprié.
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ISO 18589-6:2019(F)

Le présent document fait partie d’un ensemble de Normes internationales traitant du mesurage de la

radioactivité dans l’environnement.

D’autres parties sont susceptibles d’être ajoutées ultérieurement à l’ISO 18589, s’il devient nécessaire

de normaliser les mesurages d’autres radionucléides.
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NORME INTERNATIONALE ISO 18589-6:2019(F)
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 6:
Mesurage des activités alpha globale et bêta globale —
Méthode d’essai utilisant un compteur proportionnel à
circulation gazeuse
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie une méthode d’estimation de la radioactivité globale des émetteurs alpha

et bêta présents dans les échantillons de sol. Il s’applique essentiellement aux contrôles systématiques

basés sur des mesurages comparatifs ou aux études de site préliminaires destinées à guider le personnel

en charge des essais dans le choix des échantillons de sol à mesurer en priorité et des méthodes

d’analyse spécifiques à mettre en œuvre.

La radioactivité α ou β globale est généralement différente de la somme des radioactivités effectives des

radionucléides présents puisque, par convention, le même rendement de comptage alpha est affecté à

toutes les émissions alpha et le même rendement de comptage bêta est affecté à toutes les émissions bêta.

Le sol comprend les roches provenant du socle rocheux et le minerai ainsi que les matériaux et produits

de construction, de poteries, etc. utilisant des matières radioactives naturelles (MRN), ou celles

résultant de procédés technologiques impliquant des matières radioactives naturelles améliorées

technologiquement (MRNAT), par exemple l’exploitation minière et le traitement des sables minéraux

ou la production et l’utilisation d’engrais phosphatés.

Les méthodes d’essai décrites dans le présent document peuvent également être utilisées pour évaluer

la radioactivité globale des émetteurs alpha et bêta dans une boue, dans un sédiment, dans un matériau

de construction et dans des produits de construction en suivant un mode opératoire d’échantillonnage

[2][3][4][5][7][8]
approprié .

Pour plus de commodité, le terme « sol » utilisé dans le présent document couvre l’ensemble des

éléments susmentionnés.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 11074, Qualité du sol — Vocabulaire

ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais

ISO 18589-1, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 1: Lignes directrices

générales et définitions

ISO 18589-2, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 2: Lignes directrices pour

la sélection de la stratégie d'échantillonnage, l'échantillonnage et le prétraitement des échantillons

ISO 18589-4, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 4: Plutonium 238 et

plutonium 239 + 240 — Méthode d'essai par spectrométrie alpha
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ISO 18589-6:2019(F)
ISO 80000-10, Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 11074, l’ISO 18589-1 et

l’ISO 80000-10 s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
4 Symboles
m masse de la prise d’essai, en kilogrammes;
a activité par unité de masse, en becquerel par kilogramme;
A , A activité des étalons de mesure de référence α et β, exprimée en becquerel;
α β
t temps de comptage de l’échantillon, en secondes;
t temps de comptage du mouvement propre, en secondes;

t , t temps de comptage des étalons de mesure de référence α et β, exprimé en secondes;

sα sβ
r , r taux de comptage brut par seconde, dans les voies α et β, respectivement;
gα gβ

r , r taux de comptage du mouvement propre par seconde dans les voies α et β, respectivement;

0α 0β

r , r taux de comptage d’étalonnage par seconde dans les voies α et β, respectivement;

sα sβ
ε , ε rendement de comptage pour α et β, respectivement;
α β

r taux de comptage dans la voie β lorsque l’étalon de mesure de référence α est mesuré;

sαβ→

χ interférence alpha-bêta, pourcentage de comptage α dans la voie β à partir de l’étalon de

mesure de référence;
u(a) incertitude-type associée au résultat de mesurage;

U incertitude élargie, calculée par U = k ⋅ u(X) avec k = 1, 2…, en becquerel par kilogramme;

a* seuil de décision, en becquerel par kilogramme;
a limite de détection, en becquerel par kilogramme;

limites inférieure et supérieure de l’intervalle de confiance, en becquerel par kilogramme.

aa,
5 Principe

Les radioactivités α et β globales sont déterminées à l’aide d’un compteur proportionnel à circulation

gazeuse ou d’un compteur à scintillation solide sur une couche mince de sol à grains fins déposée sur

[1][9][10]

une coupelle . Les déterminations α et β globales ne sont pas des déterminations absolues de la

radioactivité de l’échantillon, mais sont en revanche des déterminations relatives à un émetteur α ou β

spécifique qui constitue l’étalon de mesure de référence. Ces types de déterminations sont également

appelés indices alpha et bêta.
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ISO 18589-6:2019(F)
6 Réactifs chimiques et appareillage
6.1 Solvant de dégraissage.
®1)

6.2 Fixateur, par exemple nitrate de cellulose (Parlodion ), dissous dans de l’acétone jusqu’à 10 g/l.

6.3 Coupelle, en acier inoxydable, dont le diamètre est adapté à l’appareil de mesure.

6.4 Balance analytique, d’une précision de 0,1 mg.

6.5 Compteur proportionnel à circulation gazeuse ou compteur à scintillation à semi-conducteur

(tel que ZnS), conçu pour discriminer la radioactivité alpha de la radioactivité bêta.

7 Mode opératoire
7.1 Préparation des sources
La préparation des sources comprend les étapes suivantes:
a) Nettoyer la coupelle (6.3) à l’aide d’un solvant de dégraissage (6.1).

b) Déposer de manière uniforme une masse connue, m, de l’échantillon pour essai préparé

conformément à l’ISO 18589-2, afin d’obtenir la couche la plus mince avec un dépôt de surface

inférieur à 20 mg/cm .

c) La masse de l’échantillon doit se situer entre les valeurs maximale et minimale de la courbe

d’étalonnage.
d) Placer la coupelle sur une surface horizontale.

e) Il est recommandé de couvrir le dépôt à l’aide du fixateur (par exemple 10 ml de Parlodion dissous

dans une coupelle d’essai de 130 mm) et laisser évaporer à température ambiante (prendre la

même quantité de fixateur que celle utilisée pour préparer les sources étalons). Cette opération a

pour objectif de fixer définitivement l’échantillon sur la coupelle.
f) Identifier/étiquette la coupelle.

La source est prête pour la détermination des indices de radioactivités α et β globales à l’aide de

l’équipement de mesure préalablement étalonné.

Il convient de stocker de façon appropriée la coupelle avant d’effectuer le mesurage, de manière à éviter

tout risque de contamination.
ATTENTION —

— Les phénomènes d’auto-absorption, qui dépendent des constituants de la matrice ainsi

que de l’épaisseur du dépôt, tendent à sous-estimer la radioactivité globale, notamment la

radioactivité α.

— La préparation de sources minces d’épaisseur uniforme, qui doit être constante d’une

préparation à l’autre, présente certaines difficultés.

1) Parlodion est un exemple de produit approprié disponible dans le commerce. Cette information est donnée

à l’intention des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l’ISO approuve ou recommande

l’emploi exclusif de ce produit.
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ISO 18589-6:2019(F)
7.2 Étalonnage
7.2.1 Principe

Le rendement de comptage et l’incertitude associée sont déterminés au moyen d’étalons de mesure de

[11][12][13]
référence de sols préparés par:

a) des organismes de métrologie, à partir d’un sol de référence fourni par l’utilisateur;

b) le laboratoire, en utilisant un sol de même nature que le sol à analyser, dont l’homogénéité a été

minutieusement évaluée. Ces sols sont alors les sols de référence après marquage, séparément, avec

des solutions α et β étalonnées, avec une activité suffisamment importante de façon que l’activité

des radionucléides naturels ou artificiels présents dans le sol représente moins de 2 % de l’activité

totale dans les sols de référence.
241 239

Am et Pu sont couramment choisis parmi les solutions étalons de radionucléides émetteurs α

239

artificiels disponibles. Lorsque Pu est utilisé, il est nécessaire de tenir compte de la présence de

241 90 90

l’impureté Pu. Sr+ Y sont couramment choisis parmi les solutions étalons des radionucléides

émetteurs β artificiels disponibles. Enfin, U et K sont couramment choisis parmi les solutions

nat
étalons naturelles.

Un exemple de la méthode de préparation des sources étalonnées avec le plutonium pour mes

...

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