ISO 18589-6:2009
(Main)Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 6: Measurement of gross alpha and gross beta activities
Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 6: Measurement of gross alpha and gross beta activities
ISO 18589-6:2009 provides a method that allows an estimation of gross radioactivity of alpha- and beta-emitters present in soil samples. ISO 18589-6:2009 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 a 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
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 6: Mesurage des activités alpha globale et bêta globale
L'ISO 18589-6:2009 spécifie une méthode d'estimation de la radioactivité globale des émetteurs alpha et bêta présents dans les échantillons de sol. Elle s'applique essentiellement aux contrôles systématiques basés sur des mesures comparatives 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 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.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18589-6
First edition
2009-03-01
Measurement of radioactivity in the
environment — Soil —
Part 6:
Measurement of gross alpha and gross
beta activities
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 6: Mesurage des activités alpha globale et bêta globale
Reference number
ISO 18589-6:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 18589-6:2009(E)
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Published in Switzerland
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ISO 18589-6:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols. 1
4 Principle. 2
5 Chemical reagents and equipment . 2
6 Procedure . 3
7 Expression of results . 5
8 Test report . 8
Annex A (informative) Preparation of calibration sources with plutonium 239. 10
Bibliography . 12
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ISO 18589-6:2009(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 18589-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,
Radiation protection.
ISO 18589 consists of the following parts, under the general title Measurement of radioactivity in the
environment — Soil:
⎯ Part 1: General guidelines and definitions
⎯ Part 2: Guidance for the selection of the sampling strategy, sampling and pre-treatment of samples
⎯ Part 3: Measurement of gamma-emitting radionuclides
⎯ Part 4: Measurement of plutonium isotopes (plutonium 238 and plutonium 239 + 240) by alpha
spectrometry
⎯ Part 5: Measurement of strontium 90
⎯ Part 6: Measurement of gross alpha and gross beta activities
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ISO 18589-6:2009(E)
Introduction
ISO 18589 is published in several parts for use jointly or separately according to needs. Parts 1 to 6
concerning the measurements of radioactivity in the soil have been prepared simultaneously. These parts are
complementary and are addressed to those responsible for determining the radioactivity present in soil. The
first two parts are general in nature. Parts 3 to 5 deal with nuclide-specific measurements and Part 6 with non-
specific measurements of gross alpha or gross beta activities.
Additional parts can be added to ISO 18589 in the future if the standardization of the measurement of other
radionuclides becomes necessary.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18589-6:2009(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 6:
Measurement of gross alpha and gross beta activities
1 Scope
This part of ISO 18589 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
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 31-9, Quantities and units — Part 9: Atomic and nuclear physics
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
3 Terms, definitions and symbols
For the purposes of this document, the terms, definitions and symbols given in ISO 18589-1, ISO 11074 and
ISO 31-9 and the following symbols apply.
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 standard in the α and β calibration sources, expressed in becquerel
α β
t Sample counting time, expressed in seconds
g
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ISO 18589-6:2009(E)
t Background counting time, expressed in seconds
0
t , t Calibration α and β sources counting time, expressed in seconds
sα sβ
r , r Gross count rate per second, from the α and β windows, respectively
gα gβ
r , r Background count rate per second, from the α and β windows, respectively
0α 0β
r , r Calibration count rate per second, from the α and β windows, respectively
sα sβ
ε , ε Counting efficiency for alpha and beta, respectively
α β
χ Alpha-beta cross-talk, percentage of α count going into β window from the calibration source
ua() Standard uncertainty associated with the measurement result
U Expanded uncertainty, calculated by Uk=⋅ua with k = 1, 2,…, expressed in becquerel per
( )
kilogram
a* Decision threshold, expressed in becquerel per kilogram
#
a Detection limit, expressed in becquerel per kilogram
aa, Lower and upper limits of the confidence interval, expressed in becquerel per kilogram
4 Principle
Gross alpha and beta radioactivity are determined by using gas-flow proportional counting or solid scintillation
[1],[2],[3]
counting on a thin layer of fine soil on a planchette.
Gross alpha and beta determinations are not absolute determinations of the radioactivity of the sample but
relative determinations referred to a specific alpha- or beta-emitter that constitutes the standard calibration
source. These types of determinations are also known as the alpha index and beta index.
5 Chemical reagents and equipment
5.1 Degreasing solvent.
®1)
5.2 Fixer, for example cellulose nitrate (Parlodion ), up to 10 g/l in acetone.
5.3 Planchette, stainless steel, with a diameter adapted to the measuring apparatus.
5.4 Analytical balance, accurate to 0,1 mg.
5.5 Gas-flow proportional counter or solid-state scintillation counter (such as ZnS), designed to
discriminate between the alpha and beta radioactivity.
1) Parlodion® is an example of a suitable product available commercially. This information is given for the convenience
of users of this part of ISO 18589 and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
2 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 18589-6:2009(E)
6 Procedure
6.1 Preparation of sources
The preparation of sources involves the following stages.
a) Clean the planchette (5.3) using a degreasing solvent (5.1).
b) Evenly deposit a known mass of the test sample, m, prepared in accordance with ISO 18589-2 in order to
2
obtain the thinnest possible layer with a surface deposit below 20 mg/cm .
c) The mass of the sample shall fall between the maximum and the minimum values of the calibration curve.
d) Place the planchette on a horizontal surface.
®
e) It is recommended to cover the deposit using the fixer (for example 10 ml of Parlodion dissolved in a
130 mm test dish) and leave it to evaporate at ambient temperature (take the same quantity of fixer as
used to prepare the standard sources). The purpose of this operation is to permanently fix a thin film on
the surface of the sample on the planchette.
The source is ready for the determination of the gross alpha and gross beta radioactivity indices using
previously calibrated measuring equipment.
The planchette should be suitably stored before measuring, to avoid any risk of contamination.
IMPORTANT —
⎯ The self-absorption phenomena that depend on the matrix constituent as well as the thickness of
the deposit tend to underestimate the gross radioactivity, especially the alpha radioactivity.
⎯ It is difficult to prepare thin sources with a uniform thickness, which shall be constant from one
preparation to another.
6.2 Calibration
6.2.1 Principle
The counting efficiency and associated uncertainty are determined using soil reference calibration
[4],[5],[6]
sources prepared by
a) metrological bodies using the reference soil supplied;
b) the laboratory using soil of the same nature as the soil being analysed, whose homogeneity has been
thoroughly evaluated. These soils become reference soils after spiking, separately, with calibrated alpha
and beta solutions with sufficient activity to allow the activity of the natural or artificial radionuclides
present in the soil to represent less than 2 % of the total activity in the reference soils.
241 239
Among the standard solutions available for artificial alpha-emitting radionuclides, Am and Pu are
239 241
commonly selected. When Pu is used, it is necessary to take into account the presence of the Pu
90 90
impurity. Among the standard solutions available for artificial beta-emitting radionuclides, Sr+ Y is
40
commonly selected. Finally, among the natural standard solutions, U and K are commonly selected.
nat
An example of the method of the preparation of sources calibrated with plutonium to measure the gross
α-radioactivity is given in Annex A. A similar procedure may be implemented by spiking.
The calibration sources shall be stored in a desiccator due to the hydrophilic nature of the soil.
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ISO 18589-6:2009(E)
It is advisable to choose the alpha and beta windows so that the beta-alpha cross-talk is close to zero. Then it
is sufficient to consider only the alpha-beta cross-talk correction factor. If this cannot be done, it is necessary
to consider both the alpha-beta and the beta-alpha cross-talk correction factors.
6.2.2 Procedure
6.2.2.1 Beta calibration
The procedure for calibrating the counters is as follows.
a) Deposit a thin layer of the reference soil following the procedure given in 6.1.
b) Select the width of the alpha and beta windows.
4
c) Select t to col
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18589-6
Première édition
2009-03-01
Mesurage de la radioactivité dans
l'environnement — Sol —
Partie 6:
Mesurage des activités alpha globale et
bêta globale
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 6: Measurement of gross alpha and gross beta activities
Numéro de référence
ISO 18589-6:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 18589-6:2009(F)
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 18589-6:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles. 1
4 Principe. 2
5 Produits et appareillage . 2
6 Mode opératoire . 3
7 Expression des résultats . 5
8 Rapport d'essai . 8
Annexe A (informative) Préparation des sources d'étalonnage avec du plutonium 239. 10
Bibliographie . 12
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ISO 18589-6:2009(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 18589-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,
Radioprotection.
L'ISO 18589 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Mesurage de la radioactivité
dans l'environnement — Sol:
⎯ Partie 1: Lignes directrices générales et définitions
⎯ Partie 2: Lignes directrices pour la sélection de la stratégie d'échantillonnage, l'échantillonnage et le
prétraitement des échantillons
⎯ Partie 3: Mesurage des radionucléides émetteurs gamma
⎯ Partie 4: Mesurage des isotopes du plutonium (plutonium 238 et plutonium 239 + 240) par spectrométrie
alpha
⎯ Partie 5: Mesurage du strontium 90
⎯ Partie 6: Mesurage des activités alpha globale et bêta globale
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 18589-6:2009(F)
Introduction
L'ISO 18589 est publiée en plusieurs parties, à utiliser ensemble ou séparément selon les besoins. Les
Parties 1 à 6, concernant le mesurage de la radioactivité dans le sol, ont été élaborées en même temps. Elles
sont complémentaires entre elles et s'adressent aux personnes chargées de déterminer la radioactivité
présente dans les sols. Les deux premières parties comportent des informations d'ordre général. Les
Parties 3 à 5 traitent des mesurages spécifiques des radionucléides et la Partie 6 de mesurages non
spécifiques des activités alpha globale et bêta globale.
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 18589-6:2009(F)
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 6:
Mesurage des activités alpha globale et bêta globale
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 18589 spécifie une méthode d'estimation de la radioactivité globale des émetteurs
alpha et bêta présents dans les échantillons de sol. Elle s'applique essentiellement aux contrôles
systématiques basés sur des mesures comparatives 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.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants 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 de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 31-9, Grandeurs et unités — Partie 9: Physique atomique et nucléaire
ISO 11074, Qualité du sol — Vocabulaire
ISO/CEI 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
3 Termes, définitions et symboles
Pour les besoins du présent document, les termes, définitions et symboles donnés dans l'ISO 18589-1,
l'ISO 11074 et l'ISO 31-9 ainsi que les symboles suivants s'appliquent.
m Masse de la prise d'essai, en kilogrammes
a Activité par unité de masse, en becquerels par kilogramme
A , A Activité de l'étalon dans les sources d'étalonnage α et β, en becquerels
α β
t Temps de comptage de l'échantillon, en secondes
g
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ISO 18589-6:2009(F)
t Temps de comptage du mouvement propre, en secondes
0
t , t Temps de comptage des sources d'étalonnage α et β, en secondes
sα sβ
r , r Taux de comptage brut par seconde, dans la voie α et β, respectivement
gα gβ
r , r Taux de comptage du mouvement propre par seconde, dans la voie α et β, respectivement
0α 0β
r , r Taux de comptage d'étalonnage par seconde, dans la voie α et β, respectivement
sα sβ
ε , ε Rendement de comptage pour les alpha et bêta, respectivement
α β
χ Interférence alpha-bêta, % de comptage alpha dans la voie bêta à partir de la source
d'étalonnage
ua() Incertitude-type associée au résultat de mesurage
U Incertitude élargie, calculée par Uk=⋅u(a) avec k = 1, 2,. en becquerels par kilogramme
a* Seuil de décision, en becquerels par kilogramme
#
a Limite de détection, en becquerels par kilogramme
aa, Limites inférieure et supérieure de l'intervalle de confiance, en becquerels par kilogramme
4 Principe
Les radioactivités alpha et bêta globales sont déterminées à l'aide d'un appareil type compteur proportionnel à
circulation gazeuse ou compteur à scintillation solide sur une couche mince de sol à grains fins déposée sur
[1], [2], [3]
une coupelle.
Les déterminations alpha et bêta globales ne sont pas des déterminations absolues de la radioactivité de
l'échantillon, mais sont en revanche des déterminations relatives à un émetteur alpha ou bêta spécifique qui
constitue les sources d'étalonnage de référence. Ces types de déterminations sont également appelés indices
alpha et bêta.
5 Produits et appareillage
5.1 Solvant de dégraissage.
1)
5.2 Fixateur, par exemple nitrate de cellulose (Parlodion® ) dissous dans de l'acétone, 10 g/l.
5.3 Coupelle, en acier inoxydable, dont le diamètre est adapté à l'appareil de mesure.
5.4 Balance analytique, d'une précision de 0,1 mg.
5.5 Compteur proportionnel à circulation gazeuse ou compteur à scintillateur à semi-conducteur (tel
que ZnS), conçu pour discriminer la radioactivité alpha de la radioactivité bêta.
1) Parlodion® est un exemple de produit approprié disponible sur le marché. 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 du
produit ainsi désigné.
2 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 18589-6:2009(F)
6 Mode opératoire
6.1 Préparation des sources
La préparation des sources comprend les étapes suivantes.
a) Nettoyer la coupelle (5.3) à l'aide d'un solvant de dégraissage (5.1).
b) Déposer de manière uniforme une masse connue, m, de l'échantillon préparé conformément à
2
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 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.
La source est prête pour la détermination des indices de radioactivités alpha et bêta 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'autoabsorption, qui dépendent des constituants de la matrice ainsi que de
l'épaisseur du dépôt, tendent à sous-estimer la radioactivité globale, notamment la radioactivité
alpha.
⎯ La préparation de sources minces d'épaisseur uniforme, qui doit être constante d'une préparation
à l'autre, présente certaines difficultés.
6.2 Étalonnage
6.2.1 Principe
[4], [5], [6]
Le rendement de comptage et l'incertitude associée sont déterminés au moyen de sols de référence
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 contrôlée; ces sols sont alors les sols de référence après marquage, séparément, avec
des solutions alpha et bêta 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 des radionucléides émetteurs alpha
239
artificiels disponibles. Lorsque Pu est utilisé, il est nécessaire de tenir compte de la présence de l'impureté
241 90 90
Pu. Sr+ Y sont couramment choisis parmi les solutions étalons des radionucléides émetteurs bêta
40
artificiels disponibles. Enfin, U et K sont couramment choisis parmi les solutions étalons naturelles.
nat
Un exemple de la méthode de préparation des sources étalonnées avec le plutonium pour mesurer la
radioactivité α-globale est donné à l'Annexe A. Une procédure similaire peut être mise en œuvre pour le
90 90
marquage par Sr+ Y à l'équilibre.
© ISO 2009 – Tous droits réservés 3
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ISO 18589-6:2009(F)
Les sources d'étalonnage doivent être stockées dans un dessiccateur, en raison de la nature hydrophile du
sol.
Il est recommandé de choisir les voies alpha et bêta de sorte que l'interférence bêta-alpha soit proche de zéro.
Il suffit alors de prendre en compte uniquement le facteur de correction de l'interférence alpha-bêta. Si cette
opération n'est pas possible, l'ensemble des facteurs de correction des interférences alpha-bêta et bêta-alpha
doivent être p
...
Questions, Comments and Discussion
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