Sampling airborne radioactive materials from the stacks and ducts of nuclear facilities

ISO 2889:2010 sets forth performance-based criteria and recommendations for the design and use of systems for sampling of airborne radioactive materials in the effluent air from the ducts and stacks of nuclear facilities. The requirements and recommendations of ISO 2889:2010 are aimed at sampling that is conducted for regulatory compliance and system control. If existing air-sampling systems are not designed to the performance requirements and recommendations of ISO 2889:2010, an evaluation of the performance of the system is advised. If deficiencies are discovered, a determination of whether or not a retrofit is needed and practicable is recommended. It can be impossible to meet the requirements of ISO 2889:2010 in all conditions with a sampling system designed for normal operations only. Under off-normal conditions, the criteria or recommendations of ISO 2889:2010 still apply; but for accident conditions, special or separate accident air sampling systems can be necessary.

Échantillonnage des substances radioactives contenues dans l'air dans les conduits et émissaires de rejet des installations nucléaires

L'ISO 2889:2010 contient des recommandations et des critčres de performances relatifs ŕ la conception et ŕ l'utilisation de systčmes permettant de prélever les échantillons de matičres radioactives en suspension dans l'air dans les conduits et les émissaires de rejet des installations nucléaires. Les critčres et recommandations de l'ISO 2889:2010 concernent les prélčvements effectués pour ętre conforme ŕ la réglementation et pour la surveillance des installations. Si les systčmes de prélčvement d'air existants n'ont pas été conçus selon les critčres et les recommandations de performance de l'ISO 2889:2010, une évaluation des performances du systčme est conseillée. Si des écarts de performance sont constatés, il est étudié si une modification a posteriori du systčme de prélčvement est nécessaire et réalisable. Il peut ętre impossible de se conformer aux critčres de l'ISO 2889:2010 dans toutes les conditions avec un systčme de prélčvement conçu seulement pour un fonctionnement normal. Dans les conditions anormales, les critčres ou recommandations de l'ISO 2889:2010 s'appliquent encore, mais pour les conditions accidentelles, des systčmes de prélčvement d'air spécifiques ou séparés peuvent ętre nécessaires.

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Status
Replaced
Publication Date
02-Mar-2010
Withdrawal Date
02-Mar-2010
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Completion Date
03-Mar-2010
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ISO 2889:2010 - Sampling airborne radioactive materials from the stacks and ducts of nuclear facilities
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ISO 2889:2010 - Échantillonnage des substances radioactives contenues dans l'air dans les conduits et émissaires de rejet des installations nucléaires
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 2889
Second edition
2010-03-15
Sampling airborne radioactive materials
from the stacks and ducts of nuclear
facilities
Échantillonnage des substances radioactives contenues dans l'air dans
les conduits et émissaires de rejet des installations nucléaires
Reference number
ISO 2889:2010(E)
ISO 2010
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ISO 2889:2010(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2010 – All rights reserved
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ISO 2889:2010(E)
Contents Page

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

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

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

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

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

4 Symbols................................................................................................................................................10

5 Factors impacting the sampling program.........................................................................................14

6 Sample extraction locations...............................................................................................................14

6.1 General requirements for sample extraction locations...................................................................14

6.2 Creteria for the homogeneity of the air stream at sampling locations..........................................15

6.3 Designing effluent discharge systems for sampler placement......................................................16

7 Sampling system design ....................................................................................................................16

7.1 Volumetric flow measurement ...........................................................................................................17

7.2 Nozzle design and operation for extracting aerosol particles........................................................19

7.3 Sample transport for particles ...........................................................................................................21

7.4 Gas and vapour sample extraction and transport ...........................................................................23

7.5 Collection of particle samples ...........................................................................................................24

7.6 Collection of gas and vapour samples..............................................................................................25

7.7 Evaluation and upgrading of existing systems................................................................................26

7.8 Summary of performance criteria and recommendations ..............................................................26

8 Quality assurance and quality control ..............................................................................................27

Annex A (informative) Techniques for measurement of flow rate through a stack or duct......................29

Annex B (informative) Modelling of particle losses in transport systems..................................................33

Annex C (informative) Special considerations for the extraction, transport and sampling of

radioiodine ...........................................................................................................................................41

Annex D (informative) Optimizing the selection of filters for sampling airborne radioactive

particles................................................................................................................................................45

Annex E (informative) Evaluating the errors and the uncertainty for the sampling of effluent gases.....49

Annex F (informative) Mixing demonstration and sampling system performance verification................57

Annex G (informative) Transuranic aerosol particulate characteristics — Implications for

extractive sampling in nuclear facility effluents ..............................................................................64

Annex H (informative) Tritium sampling and detection ................................................................................68

Annex I (informative) Action levels .................................................................................................................71

Annex J (informative) Quality assurance .......................................................................................................76

Annex K (informative) Carbon-14 sampling and detection...........................................................................80

Annex L (informative) Factors impacting sampling system design ............................................................83

Annex M (informative) Sampling nozzles and probes...................................................................................89

Annex N (informative) Stack sampling and analysis for ruthenium-106.....................................................96

Bibliography......................................................................................................................................................97

© ISO 2010 – All rights reserved iii
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ISO 2889:2010(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.

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.

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.

ISO 2889 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2, Radiation

protection.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 2889:1975), which has been technically revised.

iv © ISO 2010 – All rights reserved
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ISO 2889:2010(E)
Introduction

This International Standard focuses on monitoring the activity concentrations and activity releases of

radioactive substances in air in stacks and ducts. Other situations for monitoring the activity concentrations

and activity releases of radioactive substances in air (environmental or workplace monitoring) are being

addressed in subsequent standards. This International Standard provides performance-based criteria for the

use of air-sampling equipment, including probes, transport lines, sample collectors, sample monitoring

instruments and gas flow measuring methods. This International Standard also provides information covering

sampling programme objectives, quality assurance, development of air monitoring control action levels,

system optimization and system performance verification.

ISO 2889 was first published in 1975 as a guide to sampling airborne radioactive materials in the ducts, stacks,

and working environments of installations where work with radioactive materials is conducted. Since then, an

improved technical basis has been developed for each of the major sampling specialities. The focus of this

International Standard is on the sampling of airborne radioactive materials in ducts and stacks.

The goal of achieving an unbiased, representative sample is best accomplished where samples are extracted

from airstreams in which potential airborne contaminants are well mixed in the airstream. This International

Standard sets forth performance criteria and recommendations to assist in obtaining valid measurements of

the concentration of airborne radioactive materials in ducts or stacks.
© ISO 2010 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 2889:2010(E)
Sampling airborne radioactive materials from the stacks and
ducts of nuclear facilities
1 Scope

This International Standard sets forth performance-based criteria and recommendations for the design and

use of systems for sampling of airborne radioactive materials in the effluent air from the ducts and stacks of

nuclear facilities.

The requirements and recommendations of this International Standard are aimed at sampling that is

conducted for regulatory compliance and system control. If existing air-sampling systems are not designed to

the performance requirements and recommendations of this International Standard, an evaluation of the

performance of the system is advised. If deficiencies are discovered, a determination of whether or not a

retrofit is needed and practicable is recommended.

It can be impossible to meet the requirements of this International Standard in all conditions with a sampling

system designed for normal operations only. Under off-normal conditions, the criteria or recommendations of

this International Standard still apply; however, for accident conditions, special or separate accident air

sampling systems can be necessary.
2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application 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 10780:1994, Stationary source emissions — Measurement of velocity and volume flowrate of gas

streams in ducts
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
abatement equipment

apparatus used to reduce contaminant concentration in the airflow exhausted through a stack or duct

3.2
absorbent

material that takes up a constituent through the action of diffusion, allowing the constituent to penetrate into

the structure of the absorbent (if a solid) or dissolve in it (if a liquid)

NOTE When a chemical reaction takes place during absorption, the process is called chemisorption.

3.3
accident (conditions)

upset conditions that can lead to the release of abnormal amounts of radionuclides

© ISO 2010 – All rights reserved 1
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ISO 2889:2010(E)
3.4
accuracy

closeness of agreement between a measured quantity and the true quantity of the measurand

3.5
action level

threshold concentration of an effluent contaminant at which it is necessary to perform an appropriate action

3.6
adsorbent

material, generally a solid, that retains a substance contacting it through short-range molecular forces that

bind the adsorbed material at the surface of the material
3.7
aerodynamic diameter

for a particle of arbitrary shape and density, the diameter of a sphere with density 1 000 kg/m that has the

same sedimentation velocity in quiescent air as the arbitrary particle
3.8
aerosol
dispersion of solid or liquid particles in air or other gas
NOTE An aerosol is not only the aerosol particles.
3.9
aerosol, monodisperse

aerosol comprised of (solid or liquid) particles that are all of approximately the same size

NOTE In general, the geometric standard deviation of the particle-size distribution of a monodisperse aerosol is less

than or equal to 1,1.
3.10
aerosol, polydisperse
aerosol comprised of particles with a range of sizes

NOTE In general, the geometric standard deviation of the particle-size distribution of a polydisperse aerosol is

greater than 1,1.
3.11
aerosol particle
solid or liquid particle constituents of an aerosol
3.12
analyser

device that provides for near real-time data on radiological characteristics of the gas (air) flow in a sampling

system or duct

NOTE An analyser usually evaluates the concentration of radionuclides in a sampled air stream; however, some

analysers are mounted directly in or outside a stack or duct.
3.13
aspiration efficiency

ratio of particle mass or number concentration in the nozzle inlet to the concentration in the free stream

3.14
bend
gradual change in direction of a sample transport line

NOTE The radius of curvature of a bend should be at least three times the inside diameter of the tubing.

2 © ISO 2010 – All rights reserved
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ISO 2889:2010(E)
3.15
bulk stream
air flow in a stack or duct, as opposed to the sample flow rate
3.16
burial

imbedding of a particle into a filter medium or the masking of a particle by subsequent deposits of particulate

matter
3.17
calibration

operation that, under specified conditions, initially establishes a relation between the quantity values with

measurement uncertainties provided by measurement standards and corresponding indications with

associated measurement uncertainties and then uses this information to establish a relation for obtaining a

measurement result from an indication
3.18
coefficient of variation
COV

quantity that is the ratio of the standard deviation of a variable to the mean value of that variable

NOTE It is usually expressed as a percentage.
3.19
collector
component of a sampling system that is used to retain radionuclides for analysis

EXAMPLE A filter that is used to remove from a sample stream aerosol particles that carry alpha-emitting

transuranic radionuclides or other radionuclides.
3.20
conditioning system

apparatus that can be used to purposefully, in a controlled manner, change the aerosol particle concentration,

gas composition, particle-size distribution, temperature or pressure in a sample stream

3.21
continuous air monitor
CAM

near-real-time sampler and associated detector that provide data on radionuclides (e.g. concentration of

alpha-emitting aerosol particles) in a sample stream
3.22
continuous monitoring
continuous near-real-time measurements of one or more sampling characteristics
3.23
continuous sampling

either uninterrupted sampling or sequential collection of samples obtained automatically at intervals short

enough to yield results that are representative for the entire sampling period

NOTE The sample may be analysed in near-real-time (i.e. equivalent to monitoring) or it may be analysed post-

sample-collection in a remote laboratory.
3.24
curvature ratio
ratio of bend radius to the tube diameter
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ISO 2889:2010(E)
3.25
depositional loss
loss of constituents of the sample on the internal walls of a sampling system
NOTE See also 3.92.
3.26
detection limit

minimum input signal to an instrument that can be said, with a predetermined confidence level, to exceed the

inherent noise of the instrument
3.27
droplet
liquid aerosol particle
3.28
effective dose

sum of the products of the dose absorbed by an organ or a tissue and the factors relative to the radiation and

to the organs or tissues that are irradiated
3.29
effluent
waste stream flowing away from a process, plant, or facility to the environment

NOTE This International Standard applies to the effluent air that is discharged to the atmosphere through stacks and

ducts.
3.30
emission
contaminants that are discharged into the environment
3.31
emit
discharge contaminants into the environment
3.32
extractive sampling
NOTE See 3.72.
3.33
flow rate

rate at which a mass or volume of gas (air) crosses an imaginary cross-sectional area in either a sampling

system tube or a stack or duct

NOTE The rate at which the volume crosses the imaginary area is called the volumetric flow rate; and the rate at

which the mass crosses the imaginary area is called either the mass flow rate or the volumetric flow rate at standard

conditions.
3.34
geometric mean of a variable
value given by Equation (1) for N observations of a random variable x :
lnxx= ln (1)
g ∑ i
i=1
4 © ISO 2010 – All rights reserved
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ISO 2889:2010(E)
3.35
geometric standard deviation

the geometric standard deviation for N observations of a random variable, x , calculated from Equation (2):

lnsx=−ln lnx (2)
gg∑ i
N −1
i=1
where x is the geometric mean of the random variable
3.36
high-efficiency particulate air filter
HEPA filter
high-efficiency filter used for removing aerosol particles from an air stream

NOTE A HEPA filter usually collects aerosol particles at the most penetrating particle size (between 0,1 µm and

0,3 µm diameter) with a high efficiency and is designed to collect greater fractions of aerosol particles with diameters

either larger or smaller. The minimum efficiency of a HEPA filter is not defined in an International Standard.

3.37
humidifier
device for adding water vapour to a sample stream
3.38
hydraulic diameter

type of equivalent duct diameter for ducts that do not have a round cross-section

NOTE Generally, it is four times the cross-sectional area divided by the perimeter.

3.39
impaction

process by which aerosol particles are removed from an air stream by striking an object in the air stream

NOTE Curvature of air streamlines, principally on the front side of the object, causes particles with sufficient inertia to

strike the object while the airflow passes around it.
3.40
in-line system

system where the detector assembly is adjacent to, or immersed in, the effluent stream or stream in the duct

or stack
3.41
interception

process by which aerosol particles are removed from an air stream by an object in the flow, where the

trajectory of the particle's centre of gravity misses the object but the body of the particle strikes the object

3.42
isokinetic

condition that prevails when the velocity of air at the inlet plane of a nozzle is equal to the velocity of

undisturbed air in a stack or duct at the point where the nozzle inlet is located

NOTE Anisokinetic is the antonym of isokinetic. Sub-isokinetic refers to the condition where the nozzle inlet velocity

is less than the free-stream velocity. Super-isokinetic refers to the condition where the nozzle inlet velocity is greater than

the free-stream velocity.
© ISO 2010 – All rights reserved 5
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ISO 2889:2010(E)
3.43
laminar flow

flow regime in stacks or ducts associated with Reynolds numbers less than about 2 200

NOTE This regime is not usually encountered in effluent air flows. Mixing in laminar flow results from molecular

diffusion, which is a much slower process than mixing in turbulent flow.
3.44
LLD
lower limit of detection
3.45
may

in regulatory applications, indicates that an action is permissible but not mandatory

3.46
membrane filter

filter medium consisting of thin, organic-based films having a range of selectable porosities and controlled

composition
NOTE Thin, porous metallic filters are sometimes also called membrane filters.
3.47
mixing element

device placed in a stack or duct that is used to augment the mixing of the contaminant mass with the fluid

3.48
monitoring

continual measurement of a quantity (e.g. activity concentration) of the airborne radioactive constituent or the

gross content of radioactive material, at a frequency that permits an evaluation of the value of that quantity in

near-real-time, or at intervals that comply with regulatory requirements
3.49
nozzle

device used to extract a sample from an effluent stream and transfer the sample to a transport line or

collection device

NOTE Within the nozzle, there is a transition zone where the sample stream adjusts to the conditions in the transport

line.
3.50
nozzle exit (plane)

imaginary plane across the cross-section of a transport system that divides the nozzle region from the

transport line

NOTE The nozzle is frequently a separate component and the nozzle exit plane is clearly defined as the downstream

end of that component. If there is no separate component, the nozzle exit is the end of the transition zone of the nozzle

flow.
3.51
nozzle inlet (plane)

imaginary cross-sectional inlet plane of a nozzle where the flow first enters the transport system

NOTE In the special case of a shrouded nozzle, the inlet is referenced to the inner nozzle rather than the shroud.

3.52
number size distribution

representation of the number of particles associated with intervals of particle size, over the full size range

encountered in a sample
6 © ISO 2010 – All rights reserved
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ISO 2889:2010(E)

NOTE For samples consisting of aerosol particles, it is a representation of the relative number of particles (measured

number of particles in a size interval divided by the total number of particles in the sample) associated with intervals of

aerodynamic diameter.
3.53
off-line system

system whereby a sample is withdrawn from the effluent stream and analysed at a location that is remote from

the region where extraction takes place
3.54
off-normal condition
condition that is unplanned and which presents a gap with normal conditions
EXAMPLES Accidents and equipment failure.
3.55
particle

aggregate of molecules, forming a solid or liquid, ranging in size from a few molecular diameters to several

millimetres
3.56
particle, large
particle that has an aerodynamic diameter greater than 10 µm
3.57
particle-size distribution

distribution of particle size as a function of mass or activity rather than number

3.58
penetration

ratio of the concentration at the outlet of the sampling system, transport lines included, to that in the duct or at

the stack
3.59
potential emission

radionuclides that can be released to the environment from a facility in the absence of control equipment

3.60
precision

closeness of agreement between indications obtained by replicate measurements on the same or similar

objects under specified conditions.

NOTE A value of precision is obtained by repetitive testing of a homogenous sample under specified conditions. The

precision of a method is expressed quantitatively as either the standard deviation computed from the results of a series of

controlled determinations or as the coefficient of variation of the measurements.

3.61
probe

tubing or apparatus inserted into a stack or duct through which a sample of the stream is withdrawn

NOTE A probe usually refers to one or more nozzles and part of the transport line.

3.62
profile

distribution of air velocity, of gas concentration or of particle concentration over the cross-sectional area of the

stack or duct
3.63
quality assurance

planned and systematic actions necessary to provide confidence that a system or component performs

satisfactorily in service and that the results are both correct and traceable
© ISO 2010 – All rights reserved 7
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ISO 2889:2010(E)
3.64
radionuclide

unstable isotope of an element that decays or converts spontaneously into another isoptope or different

energy state, emitting radiation
3.65
record sample
sample that is collected for reporting purposes
NOTE Record samples are often analysed off-line.
3.66
reference method

apparatus and instructions for providing results against which other approaches may be compared

NOTE The application of a reference method is assumed to define correct results.
3.67
representative sample

sample with the same quality and characteristics for the material of interest as that of its source at the time of

sampling
3.68
sample

portion of an air stream of interest or one or more separated constituents from a portion of an air stream

3.69
sample-extraction location
location of extraction of a sample from the air
NOTE Location of inlet of the sampling system.
3.70
sampler
device that collects or analyses constituents of the air sample
3.71
sample stream
air that flows through a sampling system
3.72
sampling

process of removing a sample from the free air and transporting it to a collector or an analyser (monitor)

3.73
sampling environment

conditions of the air flow and gas within a stack that can influence the sampling process

NOTE Factors to take into account include pressure, temperature and molecular composition of the gas.

3.74
sampling location
NOTE See 3.69.
3.75
sampling plane
cross-sectional area where the sample is extracted from the air flow
8 © ISO 2010 – All rights reserved
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 2889:2010(E)
3.76
sampling system

system consisting of an inlet, a transport line, a flow conditioning system and a collector or monitor

NOTE Depending upon the application, a flow conditioner might not be used in the sampling system.

3.77
sedimentation velocity

terminal (maximum) velocity an aerosol particle attains in quiescent fluid (air) as a result of the gravitational

force
3.78
sensitivity

change in indication of a mechanical, nuclear, optical or electronic instrument as affected by changes in the

variable quantity being sensed by the instrument

NOTE This is the slope of a calibration curve of an instrument, where a calibration curve shows output values of an

instrument as a function of input values.
3.79
shall
in regulatory compliance, indicates that an action is mandatory
3.80
should

in regulatory compliance, indicates that an action is desirable but not mandatory

3.81
shroud

aerodynamic decelerator placed around and extending beyond a sampling nozzle to reduce sampling biases

3.82
standard conditions
temperature of 25 °C and a pressure of 101,325 kPa

NOTE Used to convert air densities to a common basis. Other temperature and pressure conditions may be used but

should be applied consistently.
3.83
transmission ratio

ratio of the aerosol particle concentration at the nozzle outlet to that in the free stream

NOTE It is stated whether a mass or activity basis is used.
3.84
transport line

part of a transport system between the nozzle exit plane and the entrance plane of a collector or analyser

3.85
transport system
all components of a sampling system, excluding the collector or analyser
3.86
turbulent flow
flow regime characterized by bulk mixing of fluid properties

NOTE For example, in a tube, the flow is turbulent if the Reynolds number is greater than about 3 000 and laminar if

the Reynolds number is below about 2 200. There is little mixing in the laminar flow regime.

© ISO 2010 – All rights reserved 9
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 2889:2010(E)
3.87
uncertainty

parameter characterizing the dispersion of the value of a measurand, based on the true value of a quantity

NOTE The uncertainty is typically stated at a given statistical level of confidence (e.g. 95 %).

3.88
uncertainty analysis

procedure for estimating the overall impact on the accuracy or precision of a dependent variable as a result of

the estimated uncertainties of the independent variables
3.89
vapour

gaseous form of materials that are liquids or solids at room temperature, as distinguished from non-

condensable gases
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 2889
Deuxième édition
2010-03-15
Échantillonnage des substances
radioactives contenues dans l'air dans
les conduits et émissaires de rejet des
installations nucléaires
Sampling airbone radioactive materials from the stacks and ducts of
nuclear facilities
Numéro de référence
ISO 2889:2010(F)
ISO 2010
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 2889:2010(F)
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ISO 2889:2010(F)
Sommaire Page

Avant-propos ......................................................................................................................................................v

Introduction........................................................................................................................................................vi

1 Domaine d'application ..........................................................................................................................1

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

3 Termes et définitions ............................................................................................................................1

4 Symboles..............................................................................................................................................11

5 Facteurs influençant le programme d'échantillonnage...................................................................14

6 Points de prélèvement ........................................................................................................................14

6.1 Sélection générale des sites de prélèvement...................................................................................15

6.2 Critères relatifs à l'homogénéité du flux d'air aux points de prélèvement....................................15

6.3 Conception de systèmes de rejet des effluents gazeux pour le positionnement de

l'appareil de prélèvement ...................................................................................................................17

7 Conception du système de prélèvement ..........................................................................................17

7.1 Mesure du débit volumique................................................................................................................17

7.2 Conception et fonctionnement d'une buse pour le prélèvement de particules d'aérosol...........20

7.3 Transport de prélèvement de particules ...........................................................................................22

7.4 Transport et extraction de prélèvement de gaz et de vapeur .........................................................25

7.5 Collecte de prélèvements de particules............................................................................................25

7.6 Collecte de prélèvements de gaz et de vapeur ................................................................................27

7.7 Évaluation et mise à niveau d'un système existant.........................................................................28

7.8 Résumé des critères de performances et recommandations.........................................................28

8 Assurance qualité et contrôle qualité ...............................................................................................29

Annexe A (informative) Techniques de mesure du débit d'écoulement dans les conduits et

émissaires de rejet ..............................................................................................................................31

Annexe B (informative) Modélisation des pertes de particules dans les systèmes de transport ............35

Annexe C (informative) Considérations particulières relatives à l'extraction, au transport et à

l'échantillonnage de l'iode radioactif ................................................................................................43

Annexe D (informative) Optimiser le choix des filtres utilisés pour collecter les particules

radioactives dans l'air.........................................................................................................................47

Annexe E (informative) Évaluation des erreurs et de l'incertitude relatives au prélèvement des

effluents gazeux ..................................................................................................................................51

Annexe F (informative) Démonstration de mélange et vérification des performances du système

de prélèvement ....................................................................................................................................60

Annexe G (informative) Caractéristiques des particules d'aérosols transuraniens — Implications

liées aux prélèvements extraits des effluents gazeux des installations nucléaires ....................68

Annexe H (informative) Prélèvement et détection du tritium........................................................................72

Annexe I (informative) Niveaux d'actions.......................................................................................................75

Annexe J (informative) Assurance qualité......................................................................................................81

Annexe K (informative) Prélèvement et détection du carbone 14................................................................86

Annexe L (informative) Facteurs influençant la conception du système de prélèvement ........................89

Annexe M (informative) Sondes et buses de prélèvement ...........................................................................96

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Annexe N (informative) Prélèvement d'échantillons dans les émissaires de rejet et analyse pour le

ruthénium 106 ....................................................................................................................................104

Bibliographie ...................................................................................................................................................105

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ISO 2889:2010(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 (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'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.

L'ISO 2889 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,

Radioprotection.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 2889:1975), qui a fait l'objet d'une

révision technique.
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Introduction

La présente Norme internationale met l'accent sur la surveillance des concentrations et des rejets d'activité

des substances radioactives contenues dans l'air dans les conduits et émissaires de rejet. D'autres situations

de surveillance des concentrations et des rejets d'activité des substances radioactives contenues dans l'air

(surveillance de l'environnement et des zones destinées à être occupées par des travailleurs) feront l'objet de

normes ultérieures. La présente Norme internationale fournit des critères basés sur les performances, relatifs

à l'utilisation des instruments de prélèvement de l'air, y compris les sondes, les gaines et tuyauteries, les

appareils de prélèvement, les instruments de surveillance des échantillons et les méthodes de mesure des

débits gazeux. La présente Norme internationale traite également des objectifs des programmes de

prélèvement, des questions liées à l'assurance qualité, du développement des niveaux de déclenchement des

actions de régulation liées à la surveillance de l'air, de l'optimisation des systèmes et de la vérification des

performances des systèmes.

La première édition de l'ISO 2889 date de 1975, en tant que guide pour le prélèvement des matières

radioactives véhiculées par l'air dans les conduits, les émissaires de rejet et les environnements des

installations où l'on travaillait sur des substances radioactives. Depuis lors, l'état des connaissances

techniques s'est amélioré pour chacune des principales spécialités de prélèvement. La présente Norme

internationale porte sur le prélèvement de substances radioactives contenues dans l'air des conduits et des

émissaires de rejet.

L'objectif d'un échantillon représentatif et non biaisé est atteint plus facilement lorsque les échantillons sont

extraits de flux d'air dans lesquels des contaminants potentiels en suspension dans l'air sont bien mélangés

dans le flux d'air. La présente Norme internationale contient des recommandations et des critères de

performances visant à obtenir des mesures valides sur la concentration des matières radioactives véhiculées

par l'air dans les conduits et émissaires de rejet.
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NORME INTERNATIONALE ISO 2889:2010(F)
Échantillonnage des substances radioactives contenues dans
l'air dans les conduits et émissaires de rejet des installations
nucléaires
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale contient des recommandations et des critères de performances relatifs à la

conception et à l'utilisation de systèmes permettant de prélever les échantillons de matières radioactives en

suspension dans l'air dans les conduits et les émissaires de rejet des installations nucléaires.

Les critères et recommandations de la présente Norme internationale concernent les prélèvements effectués

pour être conforme à la réglementation et pour la surveillance des installations. Si les systèmes de

prélèvement d'air existants n'ont pas été conçus selon les critères et les recommandations de performance de

la présente Norme internationale, une évaluation des performances du système est conseillée. Si des écarts

de performance sont constatés, il est étudié si une modification a posteriori du système de prélèvement est

nécessaire et réalisable.

Il peut être impossible de se conformer aux critères de la présente Norme internationale dans toutes les

conditions avec un système de prélèvement conçu seulement pour un fonctionnement normal. Dans les

conditions anormales, les critères ou recommandations de la présente Norme internationale s'appliquent

encore mais, pour les conditions accidentelles, des systèmes de prélèvement d'air spécifiques ou séparés

peuvent être nécessaires.
2 Références normatives

Les documents référencés ci-après sont indispensables pour 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 référencé (y compris toutes ses modifications) s'applique.

ISO 10780:1994, Émissions de sources fixes — Mesurage de la vitesse et du débit-volume des courants

gazeux dans des conduites
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions suivants s'appliquent.

3.1
appareil d'épuration sélective

appareil utilisé pour réduire la concentration de contaminants dans le flux d'air qui s'échappe via un conduit ou

un émissaire de rejet
3.2
absorbant

matière qui enlève un constituant par l'intermédiaire d'une action de diffusion, permettant à ce constituant de

pénétrer à l'intérieur de la structure de I'absorbant (si ce dernier est solide) ou de se dissoudre dans cette

structure (si I'absorbant est liquide)
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NOTE Lorsqu'une réaction chimique se produit au cours de l'absorption, le processus est appelé adsorption.

3.3
accident (conditions)

conditions dégradées qui peuvent conduire à l'émission de quantités anormales de radionucléides

3.4
exactitude
étroitesse d'accord entre une valeur mesurée et la vraie valeur de la mesure
3.5
niveau d'action

concentration limite d'un effluent gazeux radioactif à laquelle une action appropriée doit être entreprise

3.6
adsorbant

matière, généralement solide, qui retient une substance qui se trouve à son contact grâce aux forces

moléculaires de courte portée qui lient la matière adsorbée à la surface de la matière

3.7
diamètre aérodynamique

pour une particule arbitraire de forme et de masse volumique données, diamètre d'une sphère d'une masse

volumique de 1 000 kg/m et possédant la même vitesse de sédimentation dans de l'air au repos que la

particule arbitraire
3.8
aérosol

flux de particules solides ou liquides dispersées dans I'air ou dans d'autres gaz

NOTE Un aérosol ne concerne pas seulement les particules d'aérosol.
3.9
aérosol monodispersé

aérosol composé de particules (solides ou liquides) qui sont toutes approximativement de la même taille

NOTE En général, l'écart-type géométrique de la granulométrie d'un aérosol monodispersé est inférieur ou égal

à 1,1.
3.10
aérosol polydispersé
aérosol composé de particules de tailles différentes

NOTE En général, l'écart-type géométrique de la granulométrie d'un aérosol polydispersé est supérieur à 1,1.

3.11
particule d'aérosol
particule solide ou liquide constituant l'aérosol
3.12
analyseur

dispositif qui fournit des données en quasi temps réel sur les caractéristiques radiologiques du flux de gaz

(d'air) dans un conduit ou un système de prélèvement

NOTE Un analyseur évaluera généralement la concentration de radionucléides dans un prélèvement d'air; toutefois,

certains analyseurs sont montés directement à l'intérieur ou à l'extérieur d'un émissaire de rejet ou d'un conduit.

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3.13
efficacité d'aspiration

concentration de particules en nombre ou en masse à l'entrée de la buse, divisée par la concentration dans le

flux d'air libre
3.14
coude
changement graduel en direction d'un échantillon de ligne de transport

NOTE Il convient que le rayon de courbure d'un coude soit au moins trois fois supérieur au diamètre intérieur du

tube.
3.15
ensemble du flux d'air

flux d'air dans un émissaire de rejet ou un conduit, en opposition au débit d'échantillonnage

3.16
enfouissement

encastrement d'une particule dans un milieu filtrant, ou recouvrement d'une particule par des dépôts ultérieurs

de matière particulaire
3.17
étalonnage

ensemble des opérations, dans des conditions spécifiées, établissant la relation entre les valeurs de

grandeurs indiquées par un appareil de mesure ou un système de mesure, ou les valeurs représentées par

une mesure matérialisée ou par un matériau de référence, d'une part, et les valeurs correspondantes

obtenues grâce à des étalons, d'autre part
3.18
coefficient de variation
COV

grandeur qui est le rapport de l'écart-type d'une variable sur la valeur moyenne de cette variable

NOTE Il s'exprime généralement en pourcentage.
3.19
collecteur

composant d'un système de prélèvement utilisé pour retenir les radionucléides afin de les analyser

EXEMPLE Un filtre qui est utilisé pour extraire d'un flux de prélèvement les particules d'aérosols transportant des

radionucléides transuraniens émetteurs alpha ou d'autres radionucléides.
3.20
système de conditionnement

appareil pouvant être utilisé pour modifier intentionnellement et de manière maîtrisée la concentration en

aérosol, la composition des gaz, la température, la pression ou la répartition granulométrique des particules

dans un flux de prélèvement
3.21
moniteur d'air en continu
CAM

appareil de prélèvement et capteur associé, qui fournissent en quasi temps réel des renseignements sur les

radionucléides (par exemple concentration en particules d'aérosol émettrices alpha) dans un flux de

prélèvement
3.22
surveillance continue

mesures continues en quasi temps réel d'une ou plusieurs caractéristiques de prélèvement

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3.23
prélèvement continu

soit le prélèvement ininterrompu soit la collecte séquentielle des échantillons obtenus, de manière

automatique à des intervalles suffisamment courts, pour donner des résultats représentatifs de l'ensemble de

la période de prélèvement

NOTE L'échantillon peut être analysé en quasi temps réel (c'est-à-dire équivalent à la surveillance), mais il peut

également être analysé après le prélèvement de l'échantillon dans un laboratoire à distance.

3.24
rapport de courbure
rapport du rayon de courbure sur le diamètre du tube
3.25
perte de dépôt

perte de constituants de l'échantillon sur les parois internes d'un système d'échantillonnage

NOTE Voir également 3.92.
3.26
limite de détection

signal d'entrée minimal dans un instrument dont on dit, avec un niveau de confiance prédéterminé, qu'il

dépasse le bruit propre de l'instrument
3.27
gouttelette
particule d'aérosol liquide
3.28
équivalent de dose efficace

somme des produits de la dose absorbée par l'organe ou par le tissu et des facteurs de pondération

applicables à chaque organe ou tissu irradié
3.29
effluent gazeux

flux de déchets gazeux qui émane d'un procédé, d'une usine ou d'une installation vers l'environnement

NOTE La présente Norme internationale concerne l'effluent gazeux rejeté dans l'atmosphère via des émissaires de

rejet et des conduits.
3.30
rejet
contaminants qui sont rejetés dans l'environnement
3.31
émettre
rejeter des contaminants dans l'environnement
3.32
prélèvement par extraction
NOTE Voir 3.72.
3.33
débit

vitesse à laquelle une masse ou un volume de gaz (d'air) traverse une section imaginaire dans un système de

prélèvement, un émissaire de rejet ou un conduit

NOTE La vitesse à laquelle le volume traverse la zone imaginaire est appelée débit volumique; la vitesse à laquelle

la masse traverse la zone imaginaire est appelée soit débit massique soit débit volumique dans des conditions normales.

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3.34
moyenne géométrique de la variable

pour N observations d'une variable aléatoire x , valeur donnée par l'Équation (1):

lnxx= ln (1)
g ∑ i
i=1
3.35
écart-type géométrique

pour N observations d'une variable aléatoire x , l'écart-type géométrique est calculé à partir de l'Équation (2):

lnsx=−ln lnx (2)
gg∑ i
N −1
i=1
où x est la moyenne géométrique de la variable aléatoire
3.36
filtre à très haute efficacité pour les particules de l'air
filtre THE

filtre à très haute efficacité utilisé pour les particules d'aérosols dans un flux d'air

NOTE Un filtre THE collecte généralement les particules d'aérosols les plus pénétrantes (entre 0,1 µm et 0,3 µm de

diamètre) avec une grande efficacité; il est conçu pour collecter des fractions plus grandes de particules d'aérosols avec

des diamètres supérieurs ou inférieurs. La valeur de l'efficacité minimale d'un filtre THE ne fait pas l'objet d'une

Norme internationale.
3.37
humidificateur
dispositif permettant d'ajouter de la vapeur d'eau à un flux de prélèvement
3.38
diamètre hydraulique

type de diamètre de conduit équivalent pour les conduits dont la section n'est pas ronde

NOTE Généralement, le diamètre hydraulique correspond à la section du conduit multipliée par quatre et divisée par

le périmètre.
3.39
impaction

processus par lequel les particules d'un aérosol sont extraites d'un flux d'air lorsqu'elles impactent un objet

situé dans le flux d'air

NOTE En raison de la courbure des flux d'air et principalement en amont de l'objet, les particules avec une inertie

suffisante impactent un objet tandis que le flux d'air le contourne.
3.40
système en ligne

système où le montage du détecteur est adjacent à, ou immergé dans, le flux d'effluent gazeux ou le flux dans

le conduit ou l'émissaire de rejet
3.41
interception

processus par lequel les particules d'aérosol sont extraites d'un flux d'air par un objet situé dans ce flux, où la

trajectoire du centre de gravité de la particule manquerait l'objet, mais où le corps de la particule frappe cet

objet
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3.42
isocinétique

condition qui se produit lorsque la vitesse de l'air au niveau du plan d'entrée d'une buse est égale à la vitesse

de l'air non perturbé dans un émissaire de rejet ou un conduit à l'entrée de la buse

NOTE Anisocinétique est l'antonyme d'isocinétique. Sous-isocinétique désigne la condition dans laquelle la vitesse à

l'entrée de la buse est inférieure à la vitesse du flux d'air libre. Super-isocinétique désigne la condition dans laquelle la

vitesse à l'entrée de la buse est supérieure à la vitesse du flux d'air libre.
3.43
écoulement laminaire

régime d'écoulement dans les émissaires de rejet ou les conduits avec les nombres de Reynolds inférieurs

à 2 200 environ

NOTE Ce régime n'est généralement pas rencontré dans les flux d'effluent gazeux. Le mélange d'écoulement

laminaire résulte de la diffusion moléculaire, un procédé nettement plus lent que le mélange d'écoulement turbulent.

3.44
LLD
limite inférieure de détection
3.45
pouvoir, peut, peuvent

dans les applications réglementaires, indique qu'une action n'est pas obligatoire mais possible

3.46
membrane filtrante
filtre à membrane

milieu filtrant constitué de minces films, à base organique, de porosité sélectionnable et de composition

contrôlée

NOTE Parfois les filtres métalliques poreux minces sont aussi appelés membranes filtrantes.

3.47
élément mélangeur

dispositif placé dans un émissaire de rejet ou un conduit afin d'augmenter le mélange de la masse de

contaminants avec le fluide
3.48
enregistrement

mesure en continu d'une grandeur (par exemple la concentration en activité) d'un constituant radioactif en

suspension dans I'air, ou bien teneur approximative d'une matière radioactive, à une fréquence qui permet

une évaluation de la valeur de cette grandeur en quasi temps réel, ou à des intervalles conformes aux

exigences réglementaires
3.49
buse

dispositif utilisé pour extraire un échantillon d'un flux d'effluent gazeux et pour transférer l'échantillon vers une

ligne de transport ou un dispositif de collecte

NOTE À l'intérieur de la buse se trouve une zone de transition où le flux de prélèvement s'adapte aux conditions

dans la ligne de transport.
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3.50
sortie de buse (plan)

plan imaginaire à travers la section d'un système de transport qui sépare la région de la buse de la ligne de

transport

NOTE La buse est souvent un composant séparé; le plan de sortie de la buse est clairement défini comme l'extrémité

en aval de ce composant. S'il ne s'agit pas d'un composant séparé, la sortie de la buse correspond à l'extrémité de la zone

de transition du flux d'air de la buse.
3.51
entrée de buse (plan)

plan d'entrée transversal imaginaire d'une buse où le flux d'air entre tout d'abord dans le système de transport

NOTE Dans le cas particulier d'une buse carénée, le plan d'entrée doit être compris comme celui de la buse, et non

pas celui du carénage.
3.52
distribution granulométrique en nombre

représentation du nombre de particules associée à des intervalles de taille de particules, en fonction de la

plage granulométrique complète rencontrée dans un échantillon

NOTE Pour des échantillons d'aérosols, il s'agit d'une représentation du nombre relatif de particules (nombre mesuré

de particules dans un intervalle de taille divisé par le nombre total de particules dans l'échantillon) associée aux intervalles

de diamètre aérodynamique.
3.53
système hors ligne

système grâce auquel un échantillon est extrait du flux d'effluent gazeux et analysé à un point distant de la

région où se situe le système de prélèvement
3.54
conditions anormales
condition imprévue qui représente un écart par rapport aux conditions normales.
EXEMPLES Acidents et pannes matérielles.
3.55
particule

agrégat de molécules, constituant un solide ou un liquide, dont les dimensions sont comprises entre quelques

diamètres moléculaires et quelques millimètres
3.56
grosse particule
particule ayant un diamètre aérodynamique supérieur à 10 µm
3.57
distribution granulométrique en taille

distribution de la taille des particules en fonction de la masse ou de l’activité, plutôt que du nombre

3.58
perméance

rapport entre la concentration à la sortie du système d'échantillonnage, lignes de transport comprises, et la

concentration dans la gaine ou l'émissaire de rejet
3.59
rejet potentiel

radionucléides susceptibles d'être libérés dans l'environnement par une installation, en l'absence de dispositifs

de confinement
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3.60
fidélité

niveau d'accord entre les indications obtenues par de mesures répétées dans des conditions spécifiques sur

une grandeur similaire ou identique

NOTE La valeur de la fidélité est obtenue par des essais répétitifs d'un échantillon homogène dans des conditions

spécifiques. La fidélité d'une méthode est exprimée quantitativement soit sous forme d'écart-type, calculé grâce aux

résultats d'une série de déterminations contrôlées, soit sous forme de coefficient de variation des mesures.

3.61
sonde

tubage ou appareillage introduit dans un émissaire de rejet ou un conduit, à travers lequel un échantillon d'air

est retiré

NOTE Généralement, une sonde désigne une ou plusieurs buses et une partie de la ligne de transport.

3.62
profil

répartition de la vitesse de l'air, de la concentration de gaz ou de la concentration de particules ou de gaz, sur

la section de l'émissaire de rejet ou du conduit
3.63
assurance qualité

actions planifiées et systématiques nécessaires pour s'assurer qu'un système ou un composant en service

fonctionnera de manière satisfaisante et que les résultats seront à la fois corrects et enregistrés

3.64
radionucléide

isotope instable d'un élément qui se désintègre ou se change spontanément en un autre isotope ou dans un

état d'excitation différent, en émettant des rayonnements
3.65
échantillon d'enregistrement
échantillon collecté à des fins d'enregistrement
NOTE Les échantillons d'enregistrement sont généralement analysés en différé.
3.66
méthode de référence

appareil et instructions permettant de fournir des résultats avec lesquels les autres approches peuvent être

comparées
NOTE L'application d'une mét
...

Questions, Comments and Discussion

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