ISO 11665-4:2012
(Main)Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 4: Integrated measurement method for determining average activity concentration using passive sampling and delayed analysis
Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 4: Integrated measurement method for determining average activity concentration using passive sampling and delayed analysis
ISO 11665-4:2012 describes radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling. It gives indications for determining the average activity concentration of the radon-222 in the air from measurements based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the sensors. ISO 11665-4:2012 covers samples taken without interruption over periods varying from a few days to one year.
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 — Partie 4: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l'activité volumique moyenne du radon avec un prélèvement passif et une analyse en différé
L'ISO 11665-4:2012 décrit uniquement les méthodes de mesure intégrée du radon 222 avec prélèvement passif. Elle fournit des indications pour déterminer l'activité volumique moyenne du radon 222 dans l'air à partir de mesurages effectués par prélèvement passif, de mise en ?uvre facile peu coûteuse, ainsi que sur les conditions d'utilisation des capteurs. L'ISO 11665-4:2012 traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes allant de quelques semaines à un an.
General Information
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11665-4
First edition
2012-07-15
Measurement of radioactivity in the
environment — Air: radon-222 —
Part 4:
Integrated measurement method
for determining average activity
concentration using passive sampling
and delayed analysis
Mesurage de la radioactivité dans l’environnement — Air: radon 222 —
Partie 4: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l’activité
volumique moyenne du radon avec un prélèvement passif et une
analyse en différé
Reference number
ISO 11665-4:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 11665-4:2012(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 11665-4:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols . 1
4 Principle . 2
5 Equipment . 3
6 Sampling . 3
6.1 Sampling objective . 3
6.2 Sampling characteristics . 3
6.3 Sampling conditions . 3
7 Detection . 4
8 Measurement . 4
8.1 Procedure . 4
8.2 Influence quantities . 4
8.3 Calibration . 5
9 Expression of results . 5
9.1 Average radon activity concentration . 5
9.2 Standard uncertainty . 5
9.3 Decision threshold and detection limit . 5
9.4 Limits of the confidence interval . 5
10 Test report . 6
Annex A (normative) Measurement method using a solid-state nuclear track detector (SSNTD) . 7
Annex B (normative) Measurement method using an electret detector .12
Annex C (normative) Measurement method using activated charcoal .20
Bibliography .28
© ISO 2012 – All rights reserved iii
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ISO 11665-4:2012(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 11665-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies, and
radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
ISO 11665 consists of the following parts, under the general title Measurement of radioactivity in the
environment — Air: radon-222:
— Part 1: Origins of radon and its short-lived decay products and associated measurement methods
— Part 2: Integrated measurement method for determining average potential alpha energy concentration of
its short-lived decay products
— Part 3: Spot measurement method of the potential alpha energy concentration of its short-lived decay products
— Part 4: Integrated measurement method for determining average activity concentration using passive
sampling and delayed analysis
— Part 5: Continuous measurement method of the activity concentration
— Part 6: Spot measurement method of the activity concentration
— Part 7: Accumulation method for estimating surface exhalation rate
— Part 8: Methodologies for initial and additional investigations in buildings
The following parts are under preparation:
— Part 9: Method for determining exhalation rate of dense building materials
— Part 10: Determination of diffusion coefficient in waterproof materials using activity concentration measurement
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ISO 11665-4:2012(E)
Introduction
Radon isotopes 222, 220 and 219 are radioactive gases produced by the disintegration of radium isotopes 226,
224 and 223, which are decay products of uranium-238, thorium-232 and uranium-235 respectively, and are
all found in the earth’s crust. Solid elements, also radioactive, followed by stable lead are produced by radon
[1]
disintegration .
When disintegrating, radon emits alpha particles and generates solid decay products, which are also radioactive
(polonium, bismuth, lead, etc.). The potential effects on human health of radon lie in its solid decay products
rather than the gas itself. Whether or not they are attached to atmospheric aerosols, radon decay products can
be inhaled and deposited in the bronchopulmonary tree to varying depths according to their size.
Radon is today considered to be the main source of human exposure to natural radiation. The UNSCEAR (2006)
[2]
report suggests that, at the worldwide level, radon accounts for around 52 % of global average exposure to
natural radiation. The radiological impact of isotope 222 (48 %) is far more significant than isotope 220 (4 %),
while isotope 219 is considered negligible. For this reason, references to radon in this part of ISO 11665 refer
only to radon-222.
Radon activity concentration can vary by one to multiple orders of magnitude over time and space. Exposure to
radon and its decay products varies tremendously from one area to another, as it depends firstly on the amount
of radon emitted by the soil and the building materials in each area and, secondly, on the degree of containment
and weather conditions in the areas where individuals are exposed. Human exposure to radon is mainly linked
to habitat and workplace. Long-term integrated measurement methods are applicable in assessing human
[3]
exposure to radiation . For reasons of cost and ease of use, long-term measurements (over a period of
[4][5]
several months) are only performed with passive sampling .
The values commonly found in the continental environment are usually between a few becquerels per cubic
metre and several thousand becquerels per cubic metre. Activity concentrations of one becquerel per cubic
metre or less can be observed in the oceanic environment. Mean annual values of radon activity concentrations
inside houses can vary from several tens of becquerels per cubic metre to several thousands of becquerels
[2]
per cubic metre . Activity concentrations can reach several thousands of becquerels per cubic metre in very
confined spaces.
The activity concentration of radon-222 in the atmosphere can be measured by spot, continuous and integrated
measurement methods with active or passive air sampling (see ISO 11665-1). This part of ISO 11665 deals with
radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling.
NOTE The origin of radon-222 and its short-lived decay products in the atmospheric environment and other
measurement methods are described generally in ISO 11665-1.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11665-4:2012(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 4:
Integrated measurement method for determining average activity
concentration using passive sampling and delayed analysis
1 Scope
This part of ISO 11665 describes radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling. It gives
indications for determining the average activity concentration of the radon-222 in the air from measurements
based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the sensors.
This part of ISO 11665 covers samples taken without interruption over periods varying from a few days to one year.
3
This measurement method is applicable to air samples with radon activity concentrations greater than 5 Bq/m .
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 11665-1, Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of radon and
its short-lived decay products and associated measurement methods
ISO 11929, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the
confidence interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring instruments —
Part 1: General principles
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11665-1 apply.
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 11665-1 and the following apply.
C average activity concentration, in becquerels per cubic metre
∗
decision threshold of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre
C
#
detection limit of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre
C
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ISO 11665-4:2012(E)
lower limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels per cubic
C
metre
upper limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels per cubic
C
metre
t
sampling duration, in hours
expanded uncertainty calculated by Uk=⋅u with k = 2
U ()
u
() standard uncertainty associated with the measurement result
u
()
relative standard uncertainty
rel
µ quantity to be measured
µ background level
0
ω
correction factor linked to the calibration factor and the sampling duration
4 Principle
Integrated measurement of the average radon activity concentration is based on the following elements:
a) continuous, passive sampling of an air sample representative of the atmosphere under investigation, by
free convection and natural diffusion for a sensor in an open configuration (open to the air) or by natural
diffusion for a sensor in a closed configuration (with an accumulation chamber);
b) simultaneous accumulation of a measurable physical quantity (etched tracks, electric charges, radioactive
atoms, etc.) on a suitable sensor;
c) measurement of the accumulated physical quantity with a direct link to the average radon activity
concentration over the sampling period in question.
Several measurement methods meet the requirements of this part of ISO 11665. They are basically distinguished
by the type of accumulated physical quantity and how it is measured. The physical quantity and its related
measurement may be as follows, for example:
— “latent tracks” produced in a polymer [solid-state nuclear track detector (SSNTD)] by ionization from alpha
particles of the radon and its decay products; these latent tracks are detected and counted (see Annex A);
— charges produced in a solid [semi-conductor medium (silicon)] by ionisation from alpha particles of the
radon and its decay products; they are detected by related electronics;
— discharge of an electret (non-rechargeable, positively charged element) by ionisation of the air due to the
radioactive disintegration of radon and its decay products; the voltage variation relating to this discharge
is measured (see Annex B);
222 214 214
— atoms of Rn adsorbed on charcoal; the gamma emission rates of the decay products Pb and Bi
are measured with a gamma spectrometer (see Annex C).
NOTE Analysis of the physical quantity might not be immediate and might require laboratory operations.
The result of integrated measurement is the exposure of a sensor to radon over the sampling duration in question.
The average radon activity concentration is calculated by dividing the exposure result by the sampling duration.
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ISO 11665-4:2012(E)
5 Equipment
The apparatus shall include the following:
a) a sensor which collects the physical quantity (SSNTD, silicon detector, electret detector, activated charcoal,
etc.), either alone or with an accumulation chamber made from a conductive plastic material with a known
detection volume; in closed configuration, the sensor is placed in a closed accumulation chamber with a filter
and in open configuration, the sensor is in direct relation with the atmosphere (no accumulation chamber);
b) a detection system adapted to the accumulated physical quantity.
The necessary equipment for each measurement method is specified in Annexes A, B and C respectively.
6 Sampling
6.1 Sampling objective
The sampling objective is to place, without interruption, an air sample representative of the atmospheric
medium under investigation in contact with the sensor (SSNTD, silicon detector, electret detector, activated
charcoal, etc.).
6.2 Sampling characteristics
Sampling is passive.
In the closed configuration, sampling is performed through a filtering medium, thus only radon alpha particles
are detected by the sensor (see Clause 5). Sampling shall be performed in conditions that preclude clogging of
the filtering medium, which would result in modified measuring conditions. Clogging during sampling can lead
to the non-renewal of air in the accumulation chamber.
Using an open configuration, the sensor simultaneously records the alpha emissions of the radon and those of
its decay products near its surface. It also records any alpha emitter present in the analysed atmosphere, in the
energy range specified by the manufacturer. This configuration shall be used under conditions that preclude fouling
(dust-filled atmosphere, grease deposit, etc.) of the sensor, which would result in modified measuring conditions.
6.3 Sampling conditions
6.3.1 General
Sampling shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
6.3.2 Installation of the sensor
Installation of the sensor shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
In the specific case of indoor measurement, the sensor should be placed on a clear surface between 1 m and
2 m above the ground, under the following conditions:
a) a clear space of at least 20 cm should be left around the sensor to avoid the influence of thoron exhalation
from the walls;
b) the sensor should be placed away from any heat sources (radiator, chimney, electrical equipment, television,
direct sunlight, etc.) and from areas of traffic, doors and windows, walls and natural ventilation sources;
c) the installation conditions should not be disturbed during measurement (books falling, engineers
working, curiosity, etc.); recommendations should be made to occupants in order to prevent the change
of sampling conditions;
d) the sensor should also be made secure during measurement, in order to prevent any damage.
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ISO 11665-4:2012(E)
6.3.3 Sampling duration
The sampling duration is equal to the time interval between installation and removal of the sensor at the
sampling point.
Time of installation and removal of the sensor shall be recorded (date and hour).
The sampling duration shall be adjusted to suit the phenomenon under investigation, the assumed radioactivity
and the sensor characteristics (see Table 1).
Table 1 — Examples of sampling characteristics of the various measurement
methods meeting the requirements of this part of ISO 11665
Annex Sampling duration/
Sensor Sampling place
(normative) Exposure time
Solid-state nuclear track detector
Indoors
(open configuration)
One week to several
A
months
Solid-state nuclear track detector
(closed configuration)
Outdoors or indoors Few days to several
Electret detector B
months
Activated charcoal C Few days
The sampling duration shall be determined on the basis of the intended use of the measurement results.
For example, indoor concentrations vary not only over a day but also between days of the week because of
variations in occupancy. In this case, it would be reasonable to sample over a whole week in order to include
these variations.
NOTE To approach the annual average value of the radon activity concentration in the buildings and not under-
estimate it, it is advisable to perform measurements for at least two months (see ISO 11665-8).
Users should be aware of the saturation characteristics of their sensors and should adapt the sampling duration
to ensure that saturation does not occur.
6.3.4 Volume of air sampled
For passive sampling, direct measurement of the air volume sampled is not necessary. A calibration factor, in
activity per unit volume, shall be used.
7 Detection
Depending on the sensor used, detection shall be carried out using solid-state nuclear track detectors (SSNTD),
discharge of a polarized surface inside an ionization chamber, gamma-ray spectrometry or liquid scintillation,
as described in ISO 11665-1.
8 Measurement
8.1 Procedure
The measurement procedure for each measurement method shall be as specified in Annexes A, B and C
respectively.
8.2 Influence quantities
Various quantities can lead to measurement bias that could induce non-representative results. Depending
on the measurement method and the control of usual influence quantities specified in IEC 61577-1 and
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ISO 11665-4:2012(E)
ISO 11665-1, the influence quantities of particular importance for each measurement method described in this
part of ISO 11665 are specified in Annexes A, B and C respectively.
Manufacturer recommendations in the operating instructions for the sensors shall be followed.
8.3 Calibration
The measuring system (sensor and detection system) shall be calibrated as specified in ISO 11665-1.
Additional requirements for the devices used for particular methods are specified in the relevant annexes
(see Annexes A, B and C).
The relationship between the physical quantity recorded by the sensor (number of etched tracks, number of
electric charges, pulse count and amplitudes, etc.) and the activity concentration of the radon in the air shall
be established based on the measurement of a radon-222 reference atmosphere. The radon-222 activity
concentration in the reference atmosphere shall be traceable to a primary radon-222 gas standard.
In addition to calibration, consideration should be given to regular testing to ensure measurements remain suitable
for use. These should include internal blind tests and external proficiency, validation or interlaboratory comparisons.
9 Expression of results
9.1 Average radon activity concentration
The average radon activity concentration shall be calculated as given in Formula (1):
C =−μμ ⋅ω (1)
()
0
9.2 Standard uncertainty
In accordance with ISO/IEC Guide 98-3, the standard uncertainty of C shall be calculated as given in Formula (2):
22 2 22
uC() =⋅ωμuu+ μω+⋅Cu (2)
() () ()
0 rel
9.3 Decision threshold and detection limit
The characteristic limits associated with the measurand shall be calculated in accordance with ISO 11929.
Examples of the calculations of uncertainties and characteristic limits are detailed in Annexes A, B and C for
each respective measurement method described.
9.4 Limits of the confidence interval
The lower, C , and upper, C , limits of the confidence interval shall be calculated using Formulae (3) and (4)
(see ISO 11929):
CC=−ku⋅ Cp; =⋅ωγ12− (3)
() ()
p
CC=+ku⋅ Cq;1=−ωγ⋅ 2 (4)
()
q
where
ω =Φ yu y , Φ being the distribution function of the standardized normal distribution;
()
ω = 1 may be set if Cu≥⋅4 C , in which case:
()
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ISO 11665-4:2012(E)
CC=±ku⋅ C (5)
()
12−γ
γ = 0,05 with k =19, 6 are often chosen by default.
12−γ
10 Test report
10.1 The test report shall be in accordance with the requirements of ISO/IEC 17025 and shall contain the
following information:
a) reference to this part of ISO 11665, i.e. ISO 11665-4:2012;
b) measurement method (integrated);
c) identification of the type of sensor;
d) identification of the sample;
e) sampling characteristic (passive);
f) sampling times: start and end time (date and hour);
g) duration of sampling;
h) sampling location;
i) units in which the results are expressed;
j) test result, Cu± C or CU± , with the associated k value.
()
10.2 Complementary information may be provided, such as the following:
a) purpose of the measurement;
b) probabilities α, β and (1-γ);
c) the decision threshold and the detection limit; depending on the customer request, there are different ways
to present the result:
1) when the average radon activity concentration is compared with the decision threshold (see ISO 11929),
∗
the result of the measurement shall be expressed as ≤ C if the result is below the decision threshold;
2) when the average radon activity concentration is compared with the detection limit, the result of the
#
measurement shall be expressed as ≤C if the result is below the detection limit or, if the detection
limit exceeds the guideline value, it shall be documented that the method is not suitable for the
measurement purpose;
d) any relevant information likely to affect the results, for example:
1) weather conditions at the time of sampling;
2) ventilation conditions for indoor measurement (mechanical ventilation system, doors and windows
open or shut, etc.).
10.3 The results can be expressed in a similar format to that shown in ISO 11665-1:2012, Annex C.
6 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 11665-4:2012(E)
Annex A
(normative)
Measurement method using a solid-state
nuclear track detector (SSNTD)
A.1 General
This annex deals with the solid-state nuclear track detector (SSNTD) method, which is one of several methods
meeting the requirements of this part of ISO 11665.
For the purposes of this annex, the symbols given in Clause 3 and the following apply.
F calibration factor, in (tracks per square centimetre) per (becquerel hour per cubic metre)
c
n number of solid-state nuclear detectors used for determining the background noise
n number of tracks after exposure
g
n
b mean number of tracks caused by the background noise
S SSNTD area used for counting the number of “etched tracks”, in square centimetres
SSNTD
A.2 Principle
The integrated measurement of the average radon activity concentration using an SSNTD is based on the
following elements:
a) passive sampling, during which the alpha particles, including those produced by the disintegration of
radon and its short-lived decay products, transfer their energy by ionizing or exciting the atoms in the
polymer; this energy that is transferred to the medium leaves areas of damage called “latent tracks”;
b) transport of the exposed sensors to the laboratory for the appropriate chemical, or electrochemical,
processing, for example the transformation of the “latent tracks” into “etched tracks” counted with a suitable
system; the number of these “etched tracks” per surface unit area is linked to the exposure of the radon
by the calibration factor previously defined for sensors from the same manufacturing batch of SSNTD
processed chemically, or electrochemically, and counted under the same conditions;
c) determination of the average activity concentration from the radon exposure value, the sampling duration
and consideration of the background noise.
A.3 Equipment
The apparatus shall include the following:
a) a sensor in the form of a solid-state nuclear track detector (SSNTD), used alone or with an accumulation
chamber made from a conductive plastic material with a known detection volume;
b) equipment and suitable chemical reagents for etching the sensor;
c) equipment suitable for scanning and counting the “etched tracks”.
The SSNTD shall be made of a polymer that is sensitive to alpha particles.
The sensor shall be fixed on a support that can be used in either an open or closed configuration (see Figure A.1).
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ISO 11665-4:2012(E)
In an open configuration, the sensor can record simultaneously the alpha emissions of radon and its decay
products close to the detector and of any other alpha emitter present in the analysed atmosphere, in the energy
range specified by the manufacturer. It is necessary to know the equilibrium factor, amongst other things, in
order to exploit the results obtained with this sensor. If this parameter is not measured, the value commonly
[3]
used inside houses is equal to 0,4 .
In its closed configuration, the sensor has a chamber that serves as the detection volume. This configuration
is used to overcome the influence of the solid radon decay products and of any other solid alpha-emitting
radionuclide present in the analysed atmosphere. This is achieved by the presence of a filter between the
external environment and the accumulation chamber, which prevents the passage of solid radon decay products
or any other solid alp
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11665-4
Première édition
2012-07-15
Mesurage de la radioactivité dans
l’environnement — Air: radon 222 —
Partie 4:
Méthode de mesure intégrée pour la
détermination de l’activité volumique
moyenne du radon avec un prélèvement
passif et une analyse en différé
Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 —
Part 4: Integrated measurement method for determining average activity
concentration using passive sampling and delayed analysis
Numéro de référence
ISO 11665-4:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 11665-4:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
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de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 11665-4:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 1
4 Principe . 2
5 Équipement . 3
6 Prélèvement . 3
6.1 Objectif du prélèvement . 3
6.2 Caractéristiques du prélèvement . 3
6.3 Conditions de prélèvement . 3
7 Détection . 4
8 Mesurage . 5
8.1 Mode opératoire . 5
8.2 Grandeurs d’influence . 5
8.3 Étalonnage . 5
9 Expression des résultats . 5
9.1 Activité volumique moyenne du radon . 5
9.2 Incertitude type . 5
9.3 Seuil de décision et limite de détection . 5
9.4 Limites de l’intervalle de confiance . 6
10 Rapport d’essai . 6
Annexe A (normative) Méthode de mesure utilisant un détecteur solide de traces nucléaires (DSTN) . 8
Annexe B (normative) Méthode de mesure utilisant un détecteur à électret .14
Annexe C (normative) Méthode de mesure utilisant du charbon actif .22
Bibliographie .31
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO 11665-4:2012(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 11665-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies nucléaires
et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
L’ISO 11665 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Mesurage de la radioactivité dans
l’environnement — Air: radon 222:
— Partie 1: Origine du radon et de ses descendants à vie courte et méthodes de mesure associées
— Partie 2: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l’énergie alpha potentielle volumique
moyenne de ses descendants à vie courte
— Partie 3: Méthode de mesure ponctuelle de l’énergie alpha potentielle volumique de ses descendants à vie
courte
— Partie 4: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l’activité volumique moyenne du radon
avec un prélèvement passif et une analyse en différé
— Partie 5: Méthode de mesure en continu de l’activité volumique
— Partie 6: Méthode de mesure ponctuelle de l’activité volumique
— Partie 7: Méthode d’estimation du flux surfacique d’exhalation par la méthode d’accumulation
— Partie 8: Méthodologies appliquées aux investigations initiales et complémentaires dans les bâtiments
Les parties suivantes sont en cours d’élaboration:
— Partie 9: Méthode de détermination du flux d’exhalation des matériaux de construction
— Partie 10: Détermination du coefficient de diffusion du radon des matériaux imperméables par mesurage
de l’activité volumique du radon
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ISO 11665-4:2012(F)
Introduction
Les isotopes 222, 220 et 219 du radon sont des gaz radioactifs produits par la désintégration des isotopes 226,
224 et 223 du radium, lesquels sont respectivement des descendants de l’uranium 238, du thorium 232 et de
l’uranium 235 et sont tous présents dans l’écorce terrestre. Des éléments solides, eux aussi radioactifs, suivis
[1]
par du plomb stable sont produits par la désintégration du radon .
Lorsqu’il se désintègre, le radon émet des particules alpha et génères des descendants solides qui sont eux
aussi radioactifs (polonium, bismuth, plomb, etc.). Les effets potentiels du radon sur la santé humaine sont liés
aux descendants plutôt qu’au gaz lui-même. Qu’ils soient ou non attachés à des aérosols atmosphériques,
les descendants du radon peuvent être inhalés et déposés dans l’arbre broncho-pulmonaire à différentes
profondeurs, suivant leur taille.
Le radon est aujourd’hui considéré comme la principale source d’exposition de l’homme au rayonnement
[2]
naturel. Le rapport de l’UNSCEAR (2006) suggère qu’au niveau mondial, le radon intervient pour environ
52 % à l’exposition moyenne globale au rayonnement naturel. L’impact radiologique de l’isotope 222 (48 %)
est nettement plus important que celui de l’isotope 220 (4 %), l’isotope 219 est quant à lui considéré comme
négligeable. Pour cette raison, le terme radon dans la présente partie de l’ISO 11665 désignera exclusivement
le radon 222.
L’activité volumique du radon peut varier d’un à plusieurs ordres de grandeur dans le temps et l’espace.
L’exposition au radon varie ainsi considérablement d’un lieu à l’autre. Elle dépend tout d’abord de la quantité
de radon émise par le sol et les matériaux de construction en ces lieux et, ensuite, du degré de confinement
et des conditions météorologiques des lieux où sont exposées les personnes. L’exposition de l’homme au
radon est principalement liée à l’habitat et au poste de travail. Les méthodes de mesure intégrée de longue
[3]
durée peuvent être utilisées pour évaluer l’exposition de l’homme au rayonnement . Pour des raisons de coût
et de facilité d’utilisation, les mesures de longue durée (sur une période de plusieurs mois) sont uniquement
[4][5]
réalisées avec un prélèvement passif .
Les valeurs habituellement rencontrées dans l’environnement continental sont généralement comprises entre
quelques becquerels par mètre cube et plusieurs milliers de becquerels par mètre cube. Des activités volumiques
d’un becquerel par mètre cube ou moins peuvent être observées dans l’environnement océanique. À l’intérieur
des bâtiments, les activités volumiques des valeurs moyennes du radon peuvent varier entre quelques dizaines
[2]
de becquerels par mètre cube et plusieurs centaines de becquerels par mètre cube . Les activités volumiques
peuvent atteindre plusieurs milliers de becquerels par mètre cube dans des espaces très confinés.
L’activité volumique du radon 222 dans l’atmosphère peut être mesurée par des méthodes de mesure
ponctuelle, en continu et intégrée avec prélèvement d’air actif ou passif (voir ISO 11665-1). La présente partie
de l’ISO 11665 traite des méthodes de mesure intégrée du radon 222 avec prélèvement passif.
NOTE L’origine du radon 222 et de ses descendants à vie courte dans l’environnement atmosphérique ainsi que
d’autres méthodes de mesure sont décrites de manière générale dans l’ISO 11665-1.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11665-4:2012(F)
Mesurage de la radioactivité dans l’environnement — Air:
radon 222 —
Partie 4:
Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l’activité
volumique moyenne du radon avec un prélèvement passif et
une analyse en différé
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 11665 décrit uniquement les méthodes de mesure intégrée du radon 222 avec
prélèvement passif. Elle fournit des indications pour déterminer l’activité volumique moyenne du radon 222
dans l’air à partir de mesurages effectués par prélèvement passif, de mise en œuvre facile peu coûteuse, ainsi
que sur les conditions d’utilisation des capteurs.
La présente partie de l’ISO 11665 traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes allant de
quelques semaines à un an.
Cette méthode de mesure s’applique aux échantillons d’air dont l’activité volumique du radon est supérieure à
3
5 Bq/m .
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 (y compris les éventuels amendements) s’applique.
ISO 11665-1, Mesurage de la radioactivité dans l’environnement — Air: radon 222 — Partie 1: Origine du radon
et de ses descendants à vie courte et méthodes de mesure associées
ISO 11929, Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection et extrémités de
l’intervalle de confiance) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes fondamentaux et applications
ISO/CEI 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais
CEI 61577-1, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des descendants
du radon — Partie 1: Règles générales
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11665-1 s’appliquent.
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles décrits dans l’ISO 11665-1 et les suivants s’appliquent.
C activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
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ISO 11665-4:2012(F)
∗
seuil de décision de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
C
#
limite de détection de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
C
limite basse de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne en becquerels par
C
mètre cube
limite haute de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne en becquerels par mètre
C
cube
t durée du prélèvement, en heures
incertitude élargie calculée par Uk=⋅u avec k = 2
U ()
u
() incertitude type associée au résultat du mesurage
u
() incertitude standard relative
rel
µ quantité à mesurer
µ niveau de bruit de fond
0
ω facteur de correction lié au facteur d’étalonnage et à la durée du prélèvement
4 Principe
Le mesurage intégré de l’activité volumique moyenne du radon est fondé sur les éléments suivants:
a) le prélèvement passif ininterrompu d’un échantillon d’air représentatif de l’atmosphère étudiée, par
convection libre et par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration ouverte (à l’air
libre) ou par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration fermée (avec une chambre
d’accumulation);
b) l’accumulation simultanée d’une grandeur physique mesurable (traces révélées, charges électriques,
atomes radioactifs, etc.) sur un capteur approprié;
c) le mesurage de la grandeur physique cumulée ayant un lien direct avec l’activité volumique moyenne du
radon sur la durée de prélèvement concernée.
Plusieurs méthodes de mesure satisfont aux exigences de la présente partie de l’ISO 11665. Elles se
distinguent essentiellement par la nature de la grandeur physique cumulée. Cette grandeur physique et sa
mesure associée peuvent être, par exemple:
— des «traces latentes» produites dans un polymère (détecteur solide de traces nucléaires ou DSTN) par
ionisation par les particules alpha du radon et de ses descendants; ces traces latentes sont détectées et
comptées (voir Annexe A);
— des charges produites dans un solide (milieu semi-conducteur, par exemple le silicium) par ionisation par
les particules alpha du radon et de ses descendants; elles sont détectées par des circuits électroniques
correspondants;
— la décharge d’un électret (élément chargé positivement et non rechargeable) par ionisation de l’air due à
la désintégration radioactive du radon et de ses descendants; la chute de potentiel correspondant à cette
décharge est mesurée (voir Annexe B);
222 214
— les atomes de Rn adsorbés sur du charbon. Les taux d’émissions gamma des descendants Pb et
214
Bi sont mesurés avec un spectromètre gamma (voir Annexe C).
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ISO 11665-4:2012(F)
NOTE L’analyse de la grandeur physique peut ne pas être immédiate et nécessiter des opérations effectuées en laboratoire.
Le résultat de mesure intégrée est l’exposition d’un capteur au radon pendant la durée de prélèvement
considérée. L’activité volumique moyenne du radon est calculée en divisant le résultat de l’exposition par la
durée du prélèvement.
5 Équipement
L’appareil doit comprendre ce qui suit:
a) un capteur qui collecte la grandeur physique (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à électret, charbon
actif, etc.), associé ou non avec une chambre d’accumulation en matériau plastique conducteur et de
volume de détection connu; dans une configuration fermée, le capteur est placé dans une chambre
d’accumulation fermée avec un filtre et dans une configuration ouverte, le capteur est en contact direct
avec l’atmosphère (pas de chambre d’accumulation);
b) un système de détection adapté pour la grandeur physique accumulée.
L’équipement nécessaire pour chaque méthode de mesure est décrit dans les Annexes A, B et C, respectivement.
6 Prélèvement
6.1 Objectif du prélèvement
L’objectif du prélèvement est de mettre en contact sans interruption un échantillon d’air représentatif du milieu
atmosphérique étudié avec le capteur (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à électret, charbon actif, etc.).
6.2 Caractéristiques du prélèvement
Le prélèvement est passif.
Dans le cas d’une configuration fermée, le prélèvement est effectué à travers un milieu filtrant, ainsi seules
les particules alpha du radon sont détectées par le capteur (voir Article 5). Le prélèvement doit être effectué
dans des conditions n’induisant pas de colmatage du milieu filtrant, ce qui conduirait à une modification des
conditions de mesure. En cas de colmatage pendant le prélèvement, l’air dans la chambre d’accumulation
risque de ne pas pouvoir se renouveler.
Dans le cas d’une configuration ouverte, le capteur enregistre simultanément les émissions alpha du radon
et de ses descendants à proximité de sa surface. Il enregistre également tout émetteur alpha présent dans
l’atmosphère analysée dans la gamme d’énergie spécifiée par le fabricant. Cette configuration doit être utilisée
dans des conditions n’induisant pas d’encrassement (atmosphère chargée de poussières, dépôts de graisse,
etc.) du capteur qui conduirait à une modification des conditions de mesure.
6.3 Conditions de prélèvement
6.3.1 Généralités
Le prélèvement doit être effectué comme spécifié dans l’ISO 11665-1.
6.3.2 Installation du capteur
L’installation du capteur doit être effectuée comme spécifié dans l’ISO 11665-1.
Dans le cas spécifique du mesurage à l’intérieur d’un bâtiment, il convient de placer le capteur sur une surface
dégagée entre 1 m et 2 m au-dessus du sol et dans les conditions suivantes:
a) il convient de laisser un espace dégagé dans un rayon minimum de 20 cm autour du capteur pour éviter
l’influence de l’exhalation de thoron des murs;
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b) il convient d’éloigner le capteur des sources de chaleur (radiateur, cheminée, équipement électrique,
télévision, rayonnement solaire direct, etc.) ou des zones de passage, des portes et fenêtres, des murs et
des sources de ventilation naturelles;
c) il convient que les conditions d’installation ne soient pas perturbées pendant le mesurage (chute de livres,
travaux, curiosité, etc.). Il convient de donner des recommandations aux occupants afin d’éviter toute
modification des conditions de prélèvement;
d) il convient de protéger le capteur pendant le mesurage afin d’éviter tout dommage.
6.3.3 Durée du prélèvement
La durée du prélèvement est égale à l’intervalle de temps entre la pose et la dépose du capteur au point
de prélèvement.
Les moments de pose et de dépose du capteur doivent être consignés (date et heure).
La durée du prélèvement est ajustée en fonction du phénomène étudié, de la radioactivité présumée et des
caractéristiques du capteur (voir Tableau 1).
Tableau 1 — Exemples de caractéristiques de prélèvement des différentes
méthodes de mesure qui satisfont aux exigences de la présente partie de l’ISO 11665
Durée du prélèvement
Annexe
Capteur Point de prélèvement
(normative)
Durée d’exposition
Détecteur solide de traces nucléaires
Intérieur
(configuration ouverte)
Une semaine à plusieurs
A
mois
Détecteur solide de traces nucléaires
(configuration fermée)
Extérieur ou intérieur Quelques jours à
Détecteur à électret B
plusieurs mois
Charbon actif C Quelques jours
La durée du prélèvement doit être déterminée sur la base de l’objectif de mesure.
À titre d’exemple, les concentrations à l’intérieur d’un bâtiment varient non seulement au cours d’une journée,
mais également d’un jour à l’autre en raison des variations du mode d’occupation. Dans ce cas, il est
recommandé d’effectuer le prélèvement sur une semaine complète afin d’inclure ces variations.
NOTE Afin d’approcher la valeur moyenne annuelle de l’activité volumique du radon dans les bâtiments et ne pas la
sous-évaluer, il est recommandé d’effectuer les mesurages pendant au moins deux mois (voir ISO 11665-8).
Il convient que les utilisateurs connaissent les caractéristiques de leurs capteurs et qu’ils adaptent la durée du
prélèvement de manière à éviter tout risque de saturation.
6.3.4 Volume d’air prélevé
Le mesurage direct du volume d’air prélevé n’est pas nécessaire pour le prélèvement passif, car un facteur
d’étalonnage, en activité par unité de volume, est utilisé.
7 Détection
Suivant le capteur utilisé, la détection est effectuée en utilisant des détecteurs solides de traces nucléaires
(DSTN), la décharge de la surface polarisée à l’intérieur d’une chambre d’ionisation, la spectrométrie gamma
et la scintillation liquide conformément à l’ISO 11665-1.
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8 Mesurage
8.1 Mode opératoire
Le mode opératoire de mesure pour chaque méthode de mesure est décrit dans les Annexes A, B et C,
respectivement.
8.2 Grandeurs d’influence
Différentes grandeurs peuvent influencer le mesurage au point de donner lieu à des résultats non représentatifs.
Suivant la méthode de mesure et la maîtrise des grandeurs d’influence habituelles citées dans la CEI 61577-1
et l’ISO 11665-1, les grandeurs d’influence qui sont particulièrement importantes pour chaque méthode de
mesure décrite dans la présente partie de l’ISO 11665 sont décrites dans les Annexes A, B et C, respectivement.
Les recommandations données par le fabricant dans les notices d’utilisation des capteurs doivent être respectées.
8.3 Étalonnage
Le système de mesure (capteur et système de détection) doit être étalonné selon les conditions définies dans
l’ISO 11665-1. Les exigences supplémentaires applicables aux dispositifs utilisés pour chacune des méthodes
sont spécifiées dans les annexes concernées (voir Annexes A, B et C).
La relation entre la grandeur physique enregistrée par le capteur (nombre de traces révélées, nombre de
charges électriques, comptage des impulsions et amplitudes, etc.) et l’activité volumique du radon dans l’air doit
être établie en utilisant une atmosphère de référence contenant du radon 222. L’activité volumique du radon
222 dans ces atmosphères de référence doit pouvoir être raccordée à un étalon de gaz radon 222 primaire.
En plus de l’étalonnage, il convient de prendre en considération des essais réguliers pour s’assurer que les
mesures restent adéquates pour l’utilisation. Il convient que les essais incluent des essais internes à l’aveugle
et des compétences externes, une validation ou des comparaisons interlaboratoires.
9 Expression des résultats
9.1 Activité volumique moyenne du radon
L’activité volumique moyenne du radon est calculée d’après l’Équation (1):
C =−μμ ⋅ω (1)
()
0
9.2 Incertitude type
Conformément au Guide ISO/CEI 98-3, l’incertitude type de C doit être calculée comme indiqué par
l’Équation (2):
22 2 22
uC() =⋅ωμuu+ μω+⋅Cu (2)
() () ()
0 rel
9.3 Seuil de décision et limite de détection
Les limites des caractéristiques associées au mesurande seront calculées conformément à l’ISO 11929. Des
exemples de calcul des incertitudes et des limites des caractéristiques sont détaillées dans les Annexes A, B
et C pour chaque méthode de mesure décrite.
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9.4 Limites de l’intervalle de confiance
Les limites basse, C , et haute, C , de l’intervalle de confiance sont calculées en utilisant les Équations (3)
et (4) (voir ISO 11929):
CC=−ku⋅ Cp; =⋅ωγ12− (3)
() ()
p
CC=+ku⋅ Cq;1=−ωγ⋅ 2 (4)
()
q
où
ω =Φ yu y avec Φ désignant la fonction de distribution de la distribution normale réduite.
()
ω = 1 peut être défini si Cu≥⋅4 C . Dans ce cas:
()
CC=±ku⋅ C (5)
()
12−γ
γ = 0,05 avec k =19, 6 sont souvent choisis par défaut.
12−γ
10 Rapport d’essai
10.1 Le rapport d’essai doit être conforme aux exigences de l’ISO/CEI 17025 et doit contenir les
informations suivantes:
a) la référence à la présente partie de l’ISO 11665, c’est-à-dire l’ISO 11665-4:2012;
b) la méthode de mesure (intégrée);
c) l’identification du type de capteur;
d) l’identification de l’échantillon;
e) les caractéristiques de prélèvement (passif);
f) les moments du prélèvement : instants de début et de fin (date et heure);
g) la durée du prélèvement;
h) le lieu du prélèvement;
i) les unités dans lesquelles les résultats sont exprimés;
j) le résultat de l’essai, Cu± C ou CU± , avec la valeur k associée.
()
10.2 Des informations complémentaires peuvent être fournies telles que:
a) l’objectif de la mesure;
b) les probabilités α, β et (1 - γ);
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ISO 11665-4:2012(F)
c) le seuil de décision et la limite de détection; suivant la demande du client, il existe différentes manières de
présenter les résultats:
1) lorsque l’activité volumique moyenne du radon est comparée au seuil de décision (voir ISO 11929),
∗
le résultat de la mesure doit être exprimé sous la forme ≤ C lorsque le résultat est inférieur au
seuil de décision;
2) lorsque l’activité volumique moyenne du radon est comparée à la limite de détection, le résultat de la
#
mesure peut être exprimé sous la forme ≤ C lorsque le résultat est inférieur à la limite de détection.
Si la limite de détection dépasse la valeur de référence, le rapport doit mentionner que la méthode ne
convient pas aux objectifs du mesurage;
d) la mention de toute information pertinente susceptible d’affecter les résultats, par exemple
1) conditions météorologiques au moment du prélèvement, et
2) conditions de ventilation pour les mesures à l’intérieur des bâtiments (système de ventilation
mécanique, portes et fenêtres ouvertes ou fermées, etc.);
10.3 Les résultats peuvent être exprimés dans un format similaire à celui indiqué dans
l’ISO 11665-1:2012, Annexe C.
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Annexe A
(normative)
Méthode de mesure utilisant un détecteur solide
de traces nucléaires (DSTN)
A.1 Généralités
La présente annexe traite la méthode qui utilise un détecteur solide de traces nucléaires (DSTN) qui est l’une
des différentes méthodes satisfaisant aux exigences de la présente partie de l’ISO 11665.
Pour les besoins de la présente annexe, les symboles suivants ainsi que ceux indiqués dans l’Article 3
s’appliquent.
F facteur d’étalonnage, en (traces par centimètre carré par heure) par (becquerels par mètre cube)
c
n nombre de détecteurs solides de traces nucléaires utilisés pour déterminer le bruit de fond
n nombre de traces après exposition
g
n
b nombre moyen de traces dues au bruit de fond
S surface du DSTN utilisée pour le comptage du nombre de «traces révélées», en centimètres carrés
DSTN
A.2 Principe
Le mesurage intégré de l’activité volumique moyenne du radon en utilisant un DSTN est fondé sur les
éléments suivants:
a) le prélèvement passif, au cours duquel les particules alpha, dont celles issues de la désintégration du radon
et ses descendants à vie courte, transfèrent leur énergie en ionisant ou en excitant les atomes dans le
polymère; cette énergie cédée au milieu traversé laisse des zones de dégâts appelées «traces latentes»;
b) le transport des capteurs exposés jusqu’au laboratoire en vue du traitement chimique approprié qui
transforme les «tr
...
Questions, Comments and Discussion
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