ISO 20785-1:2020
(Main)Dosimetry for exposures to cosmic radiation in civilian aircraft — Part 1: Conceptual basis for measurements
Dosimetry for exposures to cosmic radiation in civilian aircraft — Part 1: Conceptual basis for measurements
This document specifies the conceptual basis for the determination of ambient dose equivalent for the evaluation of exposure to cosmic radiation in civilian aircraft and for the calibration of instruments used for that purpose.
Dosimétrie pour l'exposition au rayonnement cosmique à bord d'un avion civil — Partie 1: Fondement théorique des mesurages
Le présent document spécifie les principes de base permettant de déterminer l'équivalent de dose ambiant pour l'évaluation de l'exposition au rayonnement cosmique à bord d'un avion civil, ainsi que pour l'étalonnage des instruments utilisés à cette fin.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20785-1
Third edition
2020-07
Dosimetry for exposures to cosmic
radiation in civilian aircraft —
Part 1:
Conceptual basis for measurements
Dosimétrie pour l'exposition au rayonnement cosmique à bord d'un
avion civil —
Partie 1: Fondement théorique des mesurages
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ISO 2020
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General terms . 1
3.2 Quantities and units . 2
3.3 Atmospheric radiation field . 4
4 General considerations . 6
4.1 The cosmic radiation field in the atmosphere . 6
4.2 General calibration considerations for the dosimetry of cosmic radiation fields in
aircraft . 7
4.2.1 Approach . 7
4.2.2 Considerations concerning the measurement . 7
4.2.3 Considerations concerning the radiation field . 8
4.2.4 Considerations concerning calibration . 8
4.2.5 Simulated aircraft fields . 9
4.3 Conversion coefficients . 9
5 Dosimetric devices .10
5.1 Introduction .10
5.2 Active devices .10
5.2.1 Devices to determine all field components .10
5.2.2 Devices for low LET/non-neutron .11
5.2.3 Devices for high-LET/neutron component .12
5.3 Passive devices .13
5.3.1 General considerations .13
5.3.2 Etched track detectors .14
5.3.3 Fission foil detectors .14
5.3.4 Superheated emulsion neutron detectors (bubble) detectors .14
5.3.5 Thermoluminescent detectors.15
5.3.6 Photoluminescent detectors .15
Annex A (informative) Representative particle fluence rate energy distributions for
the cosmic radiation field at flight altitudes for solar minimum and maximum
conditions and for minimum and maximum vertical cut-off rigidity .16
Bibliography .22
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies,
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiation protection.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 20785-1:2012), which has been
technically revised. The main changes are as follows:
— revision of the terms and definitions;
— updated references.
A list of all the parts in the ISO 20785 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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Introduction
Aircraft crews are exposed to elevated levels of cosmic radiation of galactic and solar origin and
secondary radiation produced in the atmosphere, the aircraft structure and its contents. Following
recommendations of the International Commission on Radiological Protection (ICRP) in Publication
[1] [2]
60 , confirmed by Publication 103 , the European Union (EU) introduced a revised Basic Safety
[3] [4]
Standards Directive and International Atomic Energy Agency (IAEA) issued a revised Basic Safety
Standards. Those standards included exposure to natural sources of ionizing radiation, including cosmic
radiation, as occupational exposure. The EU Directive requires account to be taken of the exposure of
aircraft crews liable to receive more than 1 mSv per year. It then identifies the following four protection
measures:
a) to assess the exposure of the crew concerned;
b) to take into account the assessed exposure when organizing working schedules with a view to
reducing the doses of highly exposed crews;
c) to inform the workers concerned of the health risks their work involves; and
d) to apply the same special protection during pregnancy to female crews in respect of the "child to be
born" as to other female workers.
The EU Council Directive has already been incorporated into laws and regulations of EU Member States
and is being included in the aviation safety standards and procedures of the Joint Aviation Authorities
and the European Air Safety Agency. Other countries such as Canada and Japan have issued advisories
to their airline industries to manage aircraft crew exposure.
For regulatory and legislative purposes, the radiation protection quantities of interest are the
equivalent dose (to the foetus) and the effective dose. The cosmic radiation exposure of the body is
essentially uniform and the maternal abdomen provides no effective shielding to the foetus. As a
result, the magnitude of equivalent dose to the foetus can be set equal to that of the effective dose
received by the mother. Doses on board aircraft are generally predictable, and events comparable to
unplanned exposure in other radiological workplaces cannot normally occur (with the rare exceptions
of extremely intense and energetic solar particle events). Personal dosimeters for routine use are not
considered necessary. The preferred approach for the assessment of doses of aircraft crews, where
necessary, is to calculate directly the effective dose per unit time, as a function of geographic location,
altitude and solar cycle phase, and to combine these values with flight and staff roster information to
obtain estimates of effective doses for individuals. This approach is supported by guidance from the
[5] [6]
European Commission and the ICRP in Publications 75 and 132 .
The role of calculations in this procedure is unique in routine radiation protection and it is widely
accepted that the calculated doses should be validated by measurement. The effective dose is not
directly measurable. The operational quantity of interest is ambient dose equivalent, H*(10). In order
to validate the assessed doses obtained in terms of effective dose, calculations can be made of ambient
dose equivalent rates or route doses in terms of ambient dose equivalent, and values of this quantity
determined from measurements. Traceability should be provided for a reasonable number of particle
types and energies of the atmospheric radiation field, corrections included for differences between the
calibration fields and the total atmospheric radiation field, and related uncertainties properly taken
into account. The validation of calculations of ambient dose equivalent for a particular calculation
method may be taken as a validation of the calculation of the effective dose by the same computer code,
but this step in the process may need to be confirmed. The alternative is to establish a priori that the
operational quantity ambient dose equivalent is a good estimator of effective dose and equivalent dose
to the foetus for the radiation fields being considered, in the same way that the use of the operational
quantity personal dose equivalent is justified for the estimation of effective dose for ground-based
radiation workers.
The radiation field in aircraft at altitude is complex, with many types of ionizing radiation present, with
energies ranging up to many GeV. The determination of ambient dose equivalent for such a complex
radiation field is difficult. In many cases, the methods used for the determination of ambient dose
equivalent in aircraft are similar to those used at high-energy accelerators in research laboratories.
Therefore, it is possible to recommend dosimetric methods and methods
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 20785-1
Troisième édition
2020-07
Dosimétrie pour l'exposition au
rayonnement cosmique à bord d'un
avion civil —
Partie 1:
Fondement théorique des mesurages
Dosimetry for exposures to cosmic radiation in civilian aircraft —
Part 1: Conceptual basis for measurements
Numéro de référence
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Termes généraux . 1
3.2 Grandeurs et unités . 2
3.3 Champ de rayonnement atmosphérique . 5
4 Considérations générales . 6
4.1 Champ de rayonnement cosmique dans l’atmosphère . 6
4.2 Considérations générales d’étalonnage pour la dosimétrie du rayonnement
cosmique à bord d’un avion . 8
4.2.1 Approche . 8
4.2.2 Facteurs à considérer pour le mesurage . 8
4.2.3 Facteurs à considérer pour le champ de rayonnement . 9
4.2.4 Aspects à considérer pour l’étalonnage .10
4.2.5 Champs de rayonnement simulés à bord d’un avion .10
4.3 Coefficients de conversion .11
5 Dispositifs dosimétriques .11
5.1 Introduction .11
5.2 Dispositifs actifs .11
5.2.1 Dispositifs permettant de déterminer l’ensemble des composantes de champ .11
5.2.2 Dispositifs applicables à la composante à faible TLE/non neutronique .13
5.2.3 Dispositifs applicables à la composante à fort TLE/neutronique .14
5.3 Dispositifs passifs .15
5.3.1 Considérations générales .15
5.3.2 Détecteurs à traces .16
5.3.3 Détecteurs à fission à feuille .16
5.3.4 Détecteurs de neutrons à émulsion métastable (détecteurs à bulles) .16
5.3.5 Détecteurs thermoluminescents .17
5.3.6 Détecteurs photoluminescents .17
Annexe A (informative) Distributions en énergie représentatives des débits de fluence
de particules pour le champ de rayonnement cosmique à des altitudes de vol
d’avion dans les conditions de période d’activité solaire minimale et maximale et
pour la coupure de rigidité verticale minimale et maximale .18
Bibliographie .24
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 207851:2012), qui a fait l’objet
d’une révision technique. Les principales modifications sont les suivantes:
— révision des termes et définitions;
— mise à jour des références.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 20785 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
Introduction
Le personnel navigant est exposé à des niveaux élevés de rayonnement cosmique d’origine galactique
et solaire, ainsi qu’au rayonnement secondaire produit dans l’atmosphère, dans la structure de
l’avion et son contenu. Suivant les recommandations de la Commission internationale de protection
[1] [2]
radiologique (CIPR) dans la Publication 60 , confirmées par la Publication 103 , l’Union
[3]
européenne (UE) a établi la révision d’une Directive relative aux normes de sécurité de base et
[4]
l’Agence internationale de l’énergie atomique (IAEA) a publié une version révisée des normes de
sécurité de base. Ces normes classaient parmi les expositions professionnelles le cas de l’exposition
aux sources naturelles de rayonnements ionisants, y compris le rayonnement cosmique. Cette Directive
de l’UE exige de prendre en compte l’exposition du personnel navigant susceptible de recevoir plus de
1 mSv par an. Elle identifie ensuite les quatre mesures de protection suivantes:
a) évaluer l’exposition du personnel concerné;
b) prendre en compte l’exposition évaluée lors de l’organisation des programmes de travail, en vue de
réduire les doses du personnel navigant le plus fortement exposé;
c) informer les travailleurs concernés sur les risques pour la santé que leur travail implique; et
d) appliquer les mêmes règles de protection spécifiques en cas de grossesse pour le personnel navigant
féminin, eu égard à «l’enfant à naître», que pour tout autre travailleur exposé de sexe féminin.
La Directive du Conseil de l’UE a déjà été intégrée aux lois et réglementations des États membres de l’UE
ainsi que dans les normes et les modes opératoires de sécurité de l’aviation, des autorités communes de
l’aviation (Joint Aviation Authorities) et de l’Agence européenne pour la sécurité aérienne (European Air
Safety Agency). D’autres pays tels que le Canada et le Japon ont émis des règles ou des recommandations
à l’attention de leurs compagnies aériennes pour gérer la question de l’exposition du personnel navigant.
Les grandeurs de protection concernées, dans un cadre réglementaire et législatif, sont la dose
équivalente (au fœtus) et la dose efficace. L’exposition de l’organisme au rayonnement cosmique est
globalement uniforme et l’abdomen maternel ne fournit aucune protection particulière au fœtus.
Ainsi, la dose équivalente au fœtus peut être considérée comme égale à la dose efficace reçue par la
mère. Les doses liées à l’exposition à bord des avions sont généralement prévisibles, et des événements
comparables à des expositions non prévues à d’autres postes de travail sous rayonnement ne peuvent
pas habituellement se produire (à l’exception rare des éruptions solaires extrêmement intenses
produisant des particules solaires très énergétiques). Le recours à des dosimètres individuels pour un
usage de routine n’est pas considéré comme nécessaire. L’approche préférée pour l’évaluation des doses
reçues par le personnel navigant, si nécessaire, consiste à calculer directement la dose efficace par
unité de temps, en fonction des coordonnées géographiques, de l’altitude et de la phase du cycle solaire,
et à combiner ces valeurs avec les informations concernant le vol et le tableau de service du personnel,
afin d’obtenir des estimations des doses efficaces pour les individus. Cette approche est recommandée
[5] [6]
par la directive de la Commission européenne et la CIPR dans les Publications 75 et 132 .
Le rôle des calculs dans ce mode opératoire est unique par rapport aux méthodes d’évaluation
habituellement utilisées en radioprotection et il est largement admis qu’il convient de valider les doses
calculées par mesurage. La dose efficace n’est pas directement mesurable. La grandeur opérationnelle
utilisée est l’équivalent de dose ambiant, H*(10). Afin de valider les doses évaluées en termes de dose
efficace, il est possible de calculer les débits d’équivalent de dose ambiant ou les doses pendant le vol,
en termes d’équivalent de dose ambiant, ainsi que les valeurs de cette grandeur déterminées à partir de
mesurages. Il convient que la traçabilité soit assurée pour un nombre raisonnable de types de particules
et d’énergies du champ de rayonnement atmosphérique, que des corrections soient effectuées pour
tenir compte des différences entre les champs d’étalonnage et le champ de rayonnement atmosphérique
total, et que les incertitudes associées soient correctement prises en compte. La validation des calculs
de l’équivalent de dose ambiant par une méthode de calcul particulière peut être considérée comme
la valida
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.