ISO 11665-1:2019
(Main)Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of radon and its short-lived decay products and associated measurement methods
Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of radon and its short-lived decay products and associated measurement methods
This document outlines guidance for measuring radon-222 activity concentration and the potential alpha energy concentration of its short-lived decay products in the air. The measurement methods fall into three categories: a) spot measurement methods; b) continuous measurement methods; c) integrated measurement methods. This document provides several methods commonly used for measuring radon-222 and its short-lived decay products in air. This document also provides guidance on the determination of the inherent uncertainty linked to the measurement methods described in its different parts.
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
Le présent document présente les recommandations pour le mesurage de l'activité volumique du radon 222 et de l'énergie alpha potentielle volumique de ses descendants à vie courte dans l'air. Les méthodes de mesure se divisent en trois catégories: a) méthodes de mesure ponctuelle; b) méthodes de mesure en continu; c) méthodes de mesure intégrée. Le présent document fournit plusieurs méthodes couramment utilisées pour le mesurage du radon 222 et de ses descendants à vie courte dans l'air. Le présent document fournit également des recommandations relatives à la détermination de l'incertitude relative aux méthodes de mesure décrites dans ses diverses parties.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11665-1
Second edition
2019-09
Measurement of radioactivity in the
environment — Air: radon-222 —
Part 1:
Origins of radon and its short-lived
decay products and associated
measurement methods
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
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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 . 8
4 Principle .10
5 Equipment .10
6 Sampling .10
6.1 General .10
6.2 Sampling objective .11
6.3 Sampling characteristics . .11
6.4 Sampling conditions .11
6.4.1 Installation of sampling device .11
6.4.2 Sampling duration .12
6.4.3 Volume of air sampled . . .13
7 Detection .13
7.1 Silver-activated zinc sulphide ZnS(Ag) scintillation .13
7.2 Gamma-ray spectrometry.13
7.3 Liquid scintillation .13
7.4 Air ionization .14
7.5 Semi-conductor (alpha detection) .14
7.6 Solid-state nuclear track detectors (SSNTD) .14
7.7 Discharge of polarised surface inside an ionization chamber .14
8 Measurement .14
8.1 Methods .14
8.2 Influence quantities .15
8.3 Calibration .16
8.4 Quality control .16
9 Expression of results .16
10 Test report .16
Annex A (informative) Radon and its decay products — General information .18
Annex B (informative) Example of results of spot, integrated and continuous
measurements of radon-222 activity concentration .28
Annex C (informative) Example of a test report .30
Bibliography .31
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies,
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11665-1:2012), of which it constitutes a
minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— update of the Introduction;
— in A.2.4, details added for change in radon activities concentration in time and space in buildings;
— update of the Bibliography.
A list of all the parts in the ISO 11665 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
Introduction
Radon isotopes 222, 219 and 220 are radioactive gases produced by the disintegration of radium
isotopes 226, 223 and 224, which are decay products of uranium-238, uranium-235 and thorium-232
respectively, and are all found in the earth's crust (see Annex A for further information). Solid elements,
[1]
also radioactive, followed by stable lead are produced by radon 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
[2][3][4][5]
according to their size .
[6]
Radon is today considered to be the main source of human exposure to natural radiation. UNSCEAR
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 (see Annex A). For this reason, references to radon
in this document refer only to radon-222.
Radon activity concentration can vary from one to more orders of magnitude over time and space.
Exposure to radon and its decay products varies tremendously from one area to another, as it depends
on the amount of radon emitted by the soil and building materials, weather conditions, and on the
degree of containment in the areas where individuals are exposed.
As radon tends to concentrate in enclosed spaces like houses, the main part of the population exposure
is due to indoor radon. Soil gas is recognized as the most important source of residential radon through
infiltration pathways. Other sources are described in other parts of ISO 11665 and ISO 13164 series for
[59]
water .
Radon enters into buildings via diffusion mechanism caused by the all-time existing difference between
radon activity concentrations in the underlying soil and inside the building, and via convection
mechanism inconstantly generated by a difference in pressure between the air in the building and the
air contained in the underlying soil. Indoor radon activity concentration depends on radon activity
concentration in the underlying soil, the building structure, the equipment (chimney, ventilation
systems, among others), the environmental parameters of the building (temperature, pressure, etc.)
and the occupants’ lifestyle.
-3
To limit the risk to individuals, a national reference level of 100 Bq·m is recommended by the World
[5] -3
Health Organization . Wherever this is not possible, this reference level should not exceed 300 Bq·m .
This recommendation was endorsed by the European Community Member States that shall establish
national reference levels for indoor radon activity concentrations. The reference levels for the annual
-3[5]
average activity concentration in air shall not be higher than 300 Bq·m .
To reduce the risk to the overall population, building codes should be implemented that require radon
prevention measures in buildings under construction and radon mitigating measures in existing
buildings. Radon measurements are needed because building codes alone cannot guarantee that radon
concentrations are below the reference level.
ISO 11665 consists of several parts (see Figure 1) dealing with:
— measurement methods for radon-222 and its short-lived decay products (see ISO 11665-2,
ISO 11665-3, ISO 11665-4, ISO 11665-5 and ISO 11665-6);
NOTE 1 There are many methods for measuring the radon-222 activity concentration and the potential
alpha energy concentration of its short-lived decay products. The choice of measurement method depends
on the expected level of concentration and on the intended use of the data, such as scientific research and
[8][9]
health-related assessments .
— measurement methods for the radon-222 exhalation rate (see ISO 11665-7 and ISO 11665-9);
NOTE 2 ISO 11665-7 refers back to ISO 11665-5 and ISO 11665-6.
— measurement methods for the radon-222 in the soil (see ISO 11665-11);
— methodologies for radon-222 measurements in buildings (see ISO 11665-8);
— measurement methods for the radon-222 diffusion coefficient (see ISO/TS 11665-12 and
ISO/TS 11665-13)
NOTE 3 ISO 11665-8 refers back to ISO 11665-4 for radon measurements for initial investigation
purposes in a building and to ISO 11665-5, ISO 11665-6 and ISO 11665-7 for measurements for any additional
investigation.
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Figure 1 — Structure of the ISO 11665 series
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11665-1:2019(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 1:
Origins of radon and its short-lived decay products and
associated measurement methods
1 Scope
This document outlines guidance for measuring radon-222 activity concentration and the potential
alpha energy concentration of its short-lived decay products in the air.
The measurement methods fall into three categories:
a) spot measurement methods;
b) continuous measurement methods;
c) integrated measurement methods.
This document provides several methods commonly used for measuring radon-222 and its short-lived
decay products in air.
This document also provides guidance on the determination of the inherent uncertainty linked to the
measurement methods described in its different parts.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO/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
IEC 61577-2, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
222 220
instruments — Part 2: Specific requirements for Rn and Rn measuring instruments
IEC 61577-3, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
instruments — Part 3: Specific requirements for radon decay product measuring instruments
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1.1
active sampling
sampling using active devices like pumps for sampling the atmosphere
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.22]
3.1.2
activity
disintegration rate
number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material during a
suitably small interval of time divided by that interval of time
Note 1 to entry: Activity, A, is expressed by the relationship given in Formula (1):
A= λ⋅N
where
λ is the decay constant per second;
N is the number of atoms.
Note 2 to entry: The decay constant is linked to the radioactive half-life by the relationship:
ln 2
λ =
T
1/2
where
T is the radioactive half-life, in seconds.
1/2
3.1.3
activity concentration
activity per unit volume
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.1.2]
3.1.4
attached fraction
fraction of the potential alpha energy concentration of short-lived decay products that is attached to the
ambient aerosol
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.15, modified]
Note 1 to entry: The sizes of the carrier aerosol to which most of the short-lived decay products are attached are
generally in the 0,1 μm to 0,3 μm range of median values.
3.1.5
average activity concentration
exposure to activity concentration divided by the sampling duration
3.1.6
average potential alpha energy concentration
exposure to potential alpha energy concentration divided by the sampling duration
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3.1.7
background noise
signals caused by something other than the radiation to be detected
Note 1 to entry: A distinction can be made between signals caused by radiation from sources inside or outside the
detector other than those targeted for the measurements and signals caused by defects in the detection system
electronic circuits and their electrical power supply.
3.1.8
continuous measurement
measurement obtained by taking a sample continuously (or at integration intervals typically in range of
1 min to 120 min) with simultaneous or slightly delayed analysis
Note 1 to entry: The sampling duration shall be adapted to the dynamics of the phenomenon studied to monitor
the evolution of radon activity concentration over time.
Note 2 to entry: See Annex B for further information.
3.1.9
diffusion length
distance crossed by an atom due to diffusion forces before decaying
Note 1 to entry: Diffusion length, l, is expressed by the relationship given in Formula (3):
D
l=
λ
where
D is the diffusion coefficient, in square metres per second;
λ is the decay constant per second.
3.1.10
equilibrium factor
ratio of the potential alpha energy concentration of short-lived radon decay products in a given volume
of air to the potential alpha energy concentration of these decay products if these are in radioactive
equilibrium with radon in the same volume of air
Note 1 to entry: The short-lived Rn decay products present in an atmosphere are very rarely in radioactive
equilibrium with their parent (through being trapped on the walls or eliminated by an air renewal system, for
example) and the equilibrium factor is used to qualify this state of "non-equilibrium".
Note 2 to entry: The equilibrium factor is between 0 and 1. The equilibrium factor in buildings typically varies
[4][6]
between 0,1 and 0,9, with an average value equal to 0,4 .
Note 3 to entry: The equilibrium factor, F , is expressed by Formula (4):
eq
E
PAEC,222
Rn
F =
eq
-9
5,57⋅×10 C
Rn
where
is the potential alpha energy concentration of Rn, in joules per cubic metre;
E
PAEC,222
Rn
222 222
is the potential alpha energy concentration of the short-lived Rn decay products for 1 Bq of Rn
-9
5,57×10 in equilibrium with its short-lived decay products, in joules per becquerel;
is the activity concentration of Rn, in becquerels per cubic metre.
C
Rn
3.1.11
grab sampling
collection of a sample (i.e of air containing radon or aerosol particles) during a period considered short
compared with the fluctuations of the quantity under study (i.e volume activity of air)
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.18]
3.1.12
guideline value
value which corresponds to scientific, legal or other requirements with regard to the detection
capability and which is intended to be assessed by the measurement procedure by comparison with the
detection limit
Note 1 to entry: The guideline value can be given, for example, as an activity, a specific activity or an activity
concentration, a surface activity or a dose rate.
Note 2 to entry: The comparison of the detection limit with a guideline value allows a decision on whether or not
the measurement procedure satisfies the requirements set forth by the guideline value and is therefore suitable
for the intended measurement purpose. The measurement procedure satisfies the requirement if the detection
limit is smaller than the guideline value.
Note 3 to entry: The guideline value shall not be confused with other values stipulated as conformity requests or
as regulatory limits.
[SOURCE: ISO 11929-2:2019, 3.18]
3.1.13
integrated measurement
measurement performed by continuous sampling of a volume of air which, over time, is accumulating
physical quantities (number of nuclear tracks, number of electric charges, etc.) linked to the disintegration
of radon and/or its decay products, followed by analysis at the end of the accumulation period
Note 1 to entry: See Annex B for further information.
3.1.14
long-term measurement
measurement based on an air sample collected within a period greater than one month
3.1.15
measurand
quantity intended to be measured
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3]
3.1.16
measuring system
set of one or more measuring instruments and often other devices, including any reagent and supply,
assembled and adapted to give information used to generate measured quantity values within specified
intervals for quantities of specified kinds
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 3.2]
3.1.17
passive sampling
sampling using no active devices such as pumps for sampling the atmosphere, whereby in most
instruments sampling is performed mainly by diffusion
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.21 modified]
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3.1.18
potential alpha energy of short-lived radon decay products
total alpha energy emitted during the decay of atoms of short-lived radon decay products along the
210 222
decay chain through to Pb for the decay chains of the Rn
Note 1 to entry: The potential alpha energy of short-lived Rn decay products, E , is expressed by
PAE,222
Rn
Formula (5):
EE+ ⋅ N
() ()
AE,218 AE,214 218
Po Po Po
E =
PAE,222
Rn
+EN⋅ +++NE ⋅ N
() ()
AE,214 214 214 AE,214 214
Po Pb Bi Po Po
where
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
E
AE,218
Po
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
E
AE,214
Po
is the number of atoms of Po;
N
Po
is the number of atoms of Pb;
N
Pb
is the number of atoms of Bi;
N
Bi
is the number of atoms of Po.
N
Po
Note 2 to entry: The total alpha energy emitted during the decay of atoms of short-lived radon decay products
208 220
along the decay chain through to Pb for the decay chains of the Rn is expressed by Formula (6):
EE+0,36+⋅⋅0,64 EN⋅
() ()
AE,216 AE,212 AE,212 216
Po Bi Po Poo
E =
PAE,220
Rn
+0,36+⋅⋅EE0,64 ⋅ NN++E ⋅ N
() () ()
AE,212 AE,212 212 212 AE,2112 212
Bi Po Pb Bi Po Po
where
is the potential alpha energy of Rn, in joules;
E
PAE,220
Rn
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
E
AE,216
Po
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Bi, in joules;
E
AE,212
Bi
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
E
AE,212
Po
is the number of atoms of Pb;
N
Pb
is the number of atoms of Bi;
N
Bi
is the number of atoms of Po.
N
Po
3.1.19
potential alpha energy concentration of short-lived radon decay products
concentration of any mixture of short-lived radon decay products in air in terms of the alpha energy
210 208
released during complete decay through Pb and/or Pb respectively
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.2, modified]
Note 1 to entry: The potential alpha energy concentration of the nuclide i, E , is expressed by Formula (7):
PAEC,i
E
PAE,i
E =
PAEC,i
V
where
is the potential alpha energy of the nuclide i, in joules;
E
PAE,i
V is the sampled volume, in cubic metres.
3.1.20
potential alpha energy concentration exposure
integral with respect to time of potential alpha energy concentration accumulated during the
exposure time
Note 1 to entry: Exposure to potential alpha energy concentration, X , is expressed by Formula (8):
PAEC
t
XE=d⋅ t
PAEC PAEC
∫
where
is the potential alpha energy concentration, in joules per cubic metre;
E
PAEC
t is the sampling duration, in seconds.
3.1.21
primary standard
standard designed with, or widely acknowledged as having, the highest metrological qualities and
whose value is accepted without reference to other standards of the same quantity
Note 1 to entry: The concept of a primary standard is equally valid for base quantities and derived quantities.
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.1.3]
3.1.22
radioactive equilibrium of radon-222 with its short-lived decay products
state of radon and its short-lived decay products whereby the activity of each radionuclide is equal
Note 1 to entry: In radioactive equilibrium, the activity of each short-lived decay product decreases over time
like the radon activity.
3.1.23
radon emanation
mechanism whereby a radon atom leaves the individual particle of solid material in which it has been
formed and reaches the free space of pores
3.1.24
radon exhalation
mechanism whereby a radon atom produced by emanation and transported (by diffusion or convection)
towards the material surface is released from the material into the surrounding medium (air)
3.1.25
radon exhalation rate
value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit time
Note 1 to entry: The radon exhalation rate under conditions whereby the radon activity concentration at the
surface of the material equals zero is called free radon exhalation rate.
6 © ISO 2019 – All rights reserved
Note 2 to entry: The free radon exhalation rate is approximated from the radon exhalation rate if the radon
activity at the surface of the material has a sufficiently low value.
3.1.26
radon surface exhalation rate
value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit surface of the material
per unit time
3.1.27
radon mass exhalation rate
value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit mass of the material
per unit time
3.1.28
radon exposure
integral with respect to time of radon activity concentration accumulated during the exposure time
Note 1 to entry: Exposure to radon, X, is expressed by Formula (9):
t
XC=dt
∫
where
C is the activity concentration, in becquerels per cubic metre;
t is the sampling duration, in seconds.
3.1.29
reference atmosphere
radioactive atmosphere in which the influence quantities (aerosols, radioactivity, climatic conditions,
etc.) are sufficiently well-known or controlled to allow its use in a testing procedure for measuring
instruments for radon or short-lived decay products
Note 1 to entry: The parameter values concerned shall be traceable to recognized standards.
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.26 modified – Last sentence of the definition changed to note 1 to entry.]
3.1.30
reference source
radioactive secondary standard source for use in the calibration of the measuring instruments
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.25]
3.1.31
sampling duration
time interval during which the sampling is performed at a given point
3.1.32
sampling plan
precise protocol that, depending on the application of the principles of the strategy adopted, defines
the spatial and temporal dimensions of sampling, the frequency, the sample number, the quantities
sampled, etc., and the human resources to be used for the sampling operation
Note 1 to entry: See ISO/IEC 17025:2017, 7.3, for further information on sampling plans.
3.1.33
sampling strategy
set of technical principles that aim to resolve, depending on the objectives and site considered, the two
main issues which are the sampling density and the spatial distribution of the sampling areas
Note 1 to entry: The sampling strategy provides the set of technical options that are required in the sampling plan.
3.1.34
sensor
element of a measuring system that is directly affected by a phenomenon body, or substance carrying a
quantity to be measured
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 3.8]
Note 1 to entry: The term "detector" is also used for this concept.
3.1.35
short-lived decay products
radionuclides with a half-life of less than one hour produced by radon-222 disintegration ( Rn):
218 214 214 214
polonium-218 ( Po), lead-214 ( Pb), bismuth-214 ( Bi) and polonium-214 ( Po)
Note 1 to entry: See Figure A.1.
216 212
Note 2 to entry: Decay products of radon-220 disintegration such as polonium-216 ( Po), lead-212 ( Pb),
212 212 208
bismuth-212 ( Bi), polonium-212 ( Po) and thallium-208 ( Tl) can interfere with the radon-222
measurement (see Figure A.2).
3.1.36
short-term measurement
measurement based on an air sample collected within a period comparable to the duration of the
half-life of radon
3.1.37
spot measurement
measurement based on a grab sample taken within a period of less than one hour, at a given point in
space, together with an analysis (e.g. count) carried out simultaneously or after a set period of time
Note 1 to entry: See Annex B for further information.
3.1.38
unattached fraction of E
PAEC,222
Rn
fraction of the potential alpha energy concentration of short-lived decay products that is not attached
to the ambient aerosol
Note 1 to entry: The particle size concerned is in the order of magnitude of nanometres.
220 212 220
Note 2 to entry: In the case of Rn, the relatively long half-life of Pb can lead to cases where Rn completely
disappears before Bi; in this case, the unattached fraction of short-lived radon-220 decay products cannot be
defined.
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.14]
3.2 Symbols
For the purposes of this document the following symbols apply.
activity of the nuclide i, in becquerels
A
i
activity concentration of the nuclide i, in becquerels per cubic metre
C
i
average activity concentration of the nuclide i, in becquerels per cubic metre
C
i
diffusion coefficient, in square metres per second
D
alpha particle energy produced by the disintegration of the nuclide i, in joules
E
AE,i
8 © ISO 2019 – All rights reserved
potential alpha energy of the nuclide i, in joules
E
PAE,i
potential alpha energy concentration of the nuclide i, in joules per cubic metre
E
PAEC,i
average potential alpha energy of the nuclide i, in joules
E
PAE,i
average potential alpha energy concentration of the nuclide i, in joules per cubic metre
E
PAEC,i
equilibrium factor (dimensionless)
F
eq
diffusion length, in metres
l
number of atoms of the nuclide i
N
i
radioactive half-life of the nuclide i, in seconds
T
1/2,i
sampling duration, in seconds
t
U
expanded uncertainty calculated by U=ku⋅ with k= 2
()
standard uncertainty associated with the measurement result
u
()
V sampled volume, in cubic metres
exposure to radon, in becquerel-hours per cubic metre
X
potential alpha energy concentration exposure, in joule-hours per cubic metre
X
PAEC
Y primary measurement result of the measurand
*
decision threshold of the measurand
y
#
detection limit of the measurand
y
lower limit of the confidence interval of the measurand
y
upper limit of the confidence interval of the measurand
y
exhalation rate, in becquerels per square metre per second
φ
free exhalation rate, in becquerels per square metre per second
φ
f
mass exhalation rate, in becquerels per square metre per second
φ
m
surface exhalation rate, in becquerels per square metre per second
φ
s
decay constant of the nuclide i, per second
λ
i
4 Principle
The measurement methods presented in this document are based on the following elements:
a) sampling a volume of air representative of the atmosphere under investigation;
b) detecting radiations produced by successive radioactive disintegrations of the radon isotopes and
their decay products.
NOTE Examples of results for radon activity concentration measurements are given in Annex B.
5 Equipment
Equipment is specific to the different measurement methods and is described in the various parts of
ISO 11665. Equipment shall be in accordance with IEC 61577-1, IEC 61577-2 and IEC 61577-3.
6 Sampling
6.1 General
Selection of the appropriate sampling method depends on the site under investigation (mines, outdoors,
houses, buildings open to the public, workplaces, etc.), the intended use of the data and the anticipated
level of radon activity concentration.
The radon activity concentration and the potential alpha energy concentration of its decay products
vary tremendously over time (see Annex A). More than one order of magnitude in variation can be
observed over time at the same place and thus measurement results depend on the sampling duration,
[10]
which can extend from a few minutes to a few hours or several months and on the sampling date (see
Figure B.2).
The extrapolation from an average activity concentration obtained from a measurement performed
during a given sampling duration at a given sampling time to an average activity concentration
representative of a different sampling duration and/or sampling time requires knowledge of the radon
activity concentration variability over the inferred period. In some cases, the uncertainty attached to
this variability can be so large that such an extrapolation becomes meaningless for the objective of the
measurement.
It is therefore important that the choice of sampling method and duration and time of sampling is
compatible with the measurement objective and its required uncertainty. For these reasons, the
measurement results following screening of an area over a short sampling period need to be interpreted
with caution.
The sampling process is performed using different approaches or sampling strategies depending on
the objective pursued. Whatever this objective might be, the sampling strategy should be carefully
selected, as it determines a large number of decisions and can generate important and costly activities.
Radon activity concentration measurement results and the potential alpha energy concentration
measurement results can only be correctly interpreted if the sample is representative of the air that is
being characterized.
The definition of the sampling strategy shall follow, as far as possible, the following stages:
a) analysis of records to enable an historic study of the previous use of the sampling site;
b) site reconnaissance (in some cases, analytic investigation techniques using portable radioactivity
detectors, may be used to identify the areas to be studied in detail);
c) identification of preferential migration pathways and/or accumulation areas;
d) site reconnaissance with respect to the sampling to be undertaken.
10 © ISO 2019 – All rights reserved
The implementation of this strategy, which also includes the definition of the data quality objectives
according to the parameters to be analysed, gives rise to the sampling plan.
The sampling plan shall define the operations to be carried out as defined in ISO/IEC 17025.
6.2 Sampling objective
The objective of the sampling is to provide sufficient representative samples in order that the
measurement results comply with their intended use.
6.3 Sampling characteristics
The sampling can be either active or passive.
The sampling time (date and hour), duration and location, and whether sampling is active or passive,
shall be specified for all measurements of radon and decay products in the environment or in a confined
atmosphere.
The sampling characteristics relating to each measurement method of radon and its decay products are
described in the various parts of ISO 11665.
6.4 Sampling conditions
6.4.1 Installation of sampling device
6.4.1.1 Sampling outside a building
Sampling locations shall be distributed outside the building taking into account the following
parameters: topography, prevailing winds, activity zones (urban, manufacturing, agricultural and
domestic) and potential release points.
In an open area, sampling shall be representative of the air to be measured. Any natural and artificial
obstacles (apart from weather shelters) shall be outside an inverted cone with a 140° opening at the
top and the sampling point at the bottom tip, and outside a sphere with a 1 m diameter centred on the
[11]
sampling location (see Figure 2). The sampling location shall be between 1 m and 2 m above the
supporting surface (e.g. ground). The installation shall not disturb the surrounding atmosphere.
Key
1 ground
2 bracket
3 sphere free of obstacles (1 m in diameter)
4 sampling place
5 weather shelter
6 cone free of obstacles (140°)
Figure 2 — Example of diagram of a sampling place outside a building
6.4.1.2 Sampling inside a building
The selected number of samples and their location inside a building is determined by the intended use
of the measurement results (initial investigations, search for radioactive sources, radionuclide transfer
study, verification of homogeneity of a parameter measured in an environment or identification of
anomalies, assessment of human exposure, etc.) taking into account the architectural characteristics of
the building (crawl space, basement, multiple storeys, earthen floor, building materials, etc.), the room
characteristics and also the measuring equipment used (see ISO 11665-8).
6.4.2 Sampling duration
The sampling duration can vary from a few minutes to a few hours or several months.
Due to the great variability of both radon activity concentration and potential alpha energy
concentration in time and space (see Annex A), the sampling duration shall be determined according to
the intended use of the measurement results (see Table 1).
12 © ISO 2019 – All rights reserved
Table 1 — Sampling duration based on type of sampling
Characteristics Usual sampling
Measurement Characteristics of the measurement result
of sampling duration
Less than one Representative only of the activity concentration at a
Spot Grab
hour given moment and a given point
Representative of the activity concentration variation
during the sampling at a given point. This sampling is
used to monitor the temporal variation of radon activity
Continuous Variable
concentration; the sampling duration and the integration
interval shall be compatible with the dynamics of the
phenomenon studied
Continuous
Integrated Representative of the mean value of the activity concen-
Few days
short-term tration during the sampling at a given point
Estimation of the annual mean value of activity concen-
Integrated
Several months tration at a given point. This measurement is often used
long-term
to approximate human radon exposure
6.4.3 Volume of air sampled
For active sampling, the volume of air sampled shall be measured by a flow-meter corrected for
temperature and pressure (expressed in cubic metres at a standard pressure and temperature of
1,013 hPa and 0 °C respectively).
For passive sampling, the direct measurement of the air volume sampled is not needed, since a
calibration factor, in activity per unit volume, is used to compute the activity concentration.
7 Detection
Seven different types of detection can be used. See 7.1 to 7.7.
7.1 Silver-activated zinc sulphide ZnS(Ag) scintillation
Some electrons in scintillating media, such as ZnS(Ag), have the particular feature of emitting light
photons by returning to their ground state when they are excited by an alpha particle. These light
photons can be detected using a photomultiplier.
[12]
This is the principle adopted for scintillation cells (such as Lucas cells ) used for radon spot
measurement.
[13][14][15][16]
ZnS(Ag) scintillation may also be used to detect radon decay products collected on a filter .
[17]
NOTE This detection principle is occasionally used for continuous sampling .
7.2 Gamma-ray spectrometry
[18][19][10]
The radon, adsorbed on activated charcoal encapsulated in a container, is determined by
214 214 [20]
gamma-ray spectrometry of its decay products ( Bi and Pb) after their equilibrium is reached .
7.3 Liquid scintillation
The radon, adsorbed on activated charcoal placed in a vial, is measured following the addition of a
scintillation cocktail by counting alpha and beta particles emitted by the radon and its decay products
218 214 214 214 [21]
( Po, Bi, Pb, Po) after their equilibrium is reached .
7.4 Air ionization
When travelling through the air, each alpha particle creates several tens of thousands of ions pairs
which, under some experimental conditions, produce an ionization current. Although very low, this
current may be measured using an ionization chamber t
...
Deleted: ©
Deleted: –All rights reserved
ISO TC 85/SC 2
Formatted: Font: 12 pt, Bold
Formatted: Font: 12 pt, Bold
Date : 2019-09
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Indent: Left: 0 pt, First line: 0 pt,
Tab stops: Not at 21.6 pt
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ISO TC 85/SC 2
Bold, Tab stops: Not at 18 pt
Style Definition: Heading 3: Font:
Secretariat: AFNOR
Bold
Style Definition: Heading 4: Font:
Measurement of radioactivity in the environment — Air: Radon 222 — Part 1:
Bold
Origins of radon and its short-lived decay products and associated measurement
Style Definition: Heading 5: Font:
methods Bold
Style Definition: Heading 6: Font:
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 — Partie 1 : Origine Bold
du radon et de ses descendants à vie courte et méthodes de mesure associées Style Definition: ANNEX
Style Definition: Code: Tab stops:
16.15 pt, Left + 32.6 pt, Left +
48.75 pt, Left + 65.2 pt, Left +
81.35 pt, Left + 97.8 pt, Left +
113.95 pt, Left + 130.4 pt, Left +
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Style Definition: RefNorm
Style Definition: List Continue 5:
Font: Indent: Hanging: 20.15 pt,
Don't add space between
paragraphs of the same style
Style Definition: Body Text_Center
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Style Definition: Figure Graphic
Style Definition
... [6]
Style Definition: List Continue 1
Style Definition
... [5]
Style Definition
... [4]
Style Definition
... [3]
Style Definition: Note indent 2
Style Definition
... [2]
Style Definition
... [1]
Formatted
... [7]
Formatted: English (U.S.)
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... [8]
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Formatted: English (U.S.)
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... [9]
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Formatted
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Formatted: English (U.S.)
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... [11]
Formatted: Font: Not Bold
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© ISO 2019, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or
utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying,
or posting on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be
requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of the
requester.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH‐1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. + 41 22 749 01 11
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copyright@iso.org
www.iso.org
Deleted: www.iso.org¶
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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Contents
Foreword . 4
Introduction. 5
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 1
4 Principle . 9
5 Equipment . 10
6 Sampling . 10
7 Detection . 12
8 Measurement . 14
9 Expression of results . 16
10 Test report . 16
Annex A (informative) Radon and its decay products — General information . 18
A.1 Radon isotopes . 18
A.2 Changes in radon activity concentration . 19
A.2.1 In the soil . 19
A.2.2 At the soil-atmosphere interface . 20
atmosphere . 20
A.2.3 In the
A.2.4 In buildings . 21
A.3 Short-lived radon-222 decay products . 25
Annex B (informative) Example of results of spot, integrated and continuous
measurements of radon-222 activity concentration . 28
Annex C (informative) Example of a test report . 30
Bibliography . 31
© ISO 2019 – All rights reserved iii
Deleted: /FDIS
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). Deleted: 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). Deleted: 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. Deleted: www.iso.org/iso/forewor
d.html
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies,
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11665‐1:2012), of which it constitutes a
minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— update of the Introduction; Formatted: List Continue 1
— in A.2.4, details added for change in radon activities concentration in time and space in buildings;
— update of the Bibliography.
A list of all the parts in the ISO 11665 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. Deleted: www.iso.org/members.ht
ml
iv © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
Introduction
Radon isotopes 222, 219 and 220 are radioactive gases produced by the disintegration of radium
isotopes 226, 223 and 224, which are decay products of uranium‐238, uranium‐235 and thorium‐232
respectively, and are all found in the earth's crust (see Annex A for further information). Solid elements,
[1]
also radioactive, followed by stable lead are produced by radon 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
[2][3][4][5]
according to their size .
[6]
Radon is today considered to be the main source of human exposure to natural radiation. UNSCEAR
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 (see Annex A). For this reason, references to
radon in this document refer only to radon‐222.
Radon activity concentration can vary from one to more orders of magnitude over time and space.
Exposure to radon and its decay products varies tremendously from one area to another, as it depends
on the amount of radon emitted by the soil and building materials, weather conditions, and on the
degree of containment in the areas where individuals are exposed.
As radon tends to concentrate in enclosed spaces like houses, the main part of the population exposure
is due to indoor radon. Soil gas is recognized as the most important source of residential radon through
infiltration pathways. Other sources are described in other parts of ISO 11665 and ISO 13164 series for
[58]
water .
Radon enters into buildings via diffusion mechanism caused by the all‐time existing difference between
radon activity concentrations in the underlying soil and inside the building, and via convection
mechanism inconstantly generated by a difference in pressure between the air in the building and the
air contained in the underlying soil. Indoor radon activity concentration depends on radon activity
concentration in the underlying soil, the building structure, the equipment (chimney, ventilation
systems, among others), the environmental parameters of the building (temperature, pressure, etc.) and
the occupants’ lifestyle.
‐3
To limit the risk to individuals, a national reference level of 100 Bq·m is recommended by the World
[5] ‐3
Health Organization . Wherever this is not possible, this reference level should not exceed 300 Bq·m .
This recommendation was endorsed by the European Community Member States that shall establish
national reference levels for indoor radon activity concentrations. The reference levels for the annual
‐3[5]
average activity concentration in air shall not be higher than 300 Bq·m .
To reduce the risk to the overall population, building codes should be implemented that require radon
prevention measures in buildings under construction and radon mitigating measures in existing
buildings. Radon measurements are needed because building codes alone cannot guarantee that radon
concentrations are below the reference level.
ISO 11665 consists of several parts (see Figure 1) dealing with:
— measurement methods for radon‐222 and its short‐lived decay products (see ISO 11665‐2,
ISO 11665‐3, ISO 11665‐4, ISO 11665‐5 and ISO 11665‐6);
NOTE 1 There are many methods for measuring the radon‐222 activity concentration and the potential
alpha energy concentration of its short‐lived decay products. The choice of measurement method depends on
the expected level of concentration and on the intended use of the data, such as scientific research and health‐
[8][9]
.
related assessments
— measurement methods for the radon‐222 exhalation rate (see ISO 11665‐7 and ISO 11665‐9);
© ISO 2019 – All rights reserved v
Deleted: /FDIS
NOTE 2 ISO 11665‐7 refers back to ISO 11665‐5 and ISO 11665‐6.
— measurement methods for the radon‐222 in the soil (see ISO 11665‐11);
— methodologies for radon‐222 measurements in buildings (see ISO 11665‐8);
— measurement methods for the radon‐222 diffusion coefficient (see ISO/TS 11665‐12 and
ISO/TS 11665‐13)
NOTE 3 ISO 11665‐8 refers back to ISO 11665‐4 for radon measurements for initial investigation purposes
in a building and to ISO 11665‐5, ISO 11665‐6 and ISO 11665‐7 for measurements for any additional
investigation.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
Deleted:
Figure 1 — Structure of the ISO 11665 series
© ISO 2019 – All rights reserved vii
Deleted: /FDIS
Measurement of radioactivity in the environment —
Air: Radon 222 — Part 1: Origins of radon and its short-lived
decay products and associated measurement methods
1 Scope
This document outlines guidance for measuring radon‐222 activity concentration and the potential
alpha energy concentration of its short‐lived decay products in the air.
The measurement methods fall into three categories:
a) spot measurement methods;
b) continuous measurement methods;
c) integrated measurement methods.
This document provides several methods commonly used for measuring radon‐222 and its short‐lived
decay products in air.
This document also provides guidance on the determination of the inherent uncertainty linked to the
measurement methods described in its different parts.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO/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
IEC 61577‐2, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
222 220
instruments — Part 2: Specific requirements for Rn and Rn measuring instruments
Deleted: radon
IEC 61577‐3, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
instruments — Part 3: Specific requirements for radon decay product measuring instruments
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
Deleted: http://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
Deleted: http://www.electropedi
a.org/
© ISO 2019 – All rights reserved 1
Deleted: /FDIS
3.1.1
active sampling
sampling using active devices like pumps for sampling the atmosphere
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.22]
3.1.2
activity
disintegration rate
number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material during a
suitably small interval of time divided by that interval of time
Note 1 to entry: Activity, A, is expressed by the relationship given in Formula (1):
A=N
where
λ is the decay constant per second;
N is the number of atoms.
Note 2 to entry: The decay constant is linked to the radioactive half‐life by the relationship:
ln 2
=
T
1/2
where
T1/2 is the radioactive half‐life, in seconds.
3.1.3
activity concentration
activity per unit volume
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.1.2]
3.1.4
attached fraction
fraction of the potential alpha energy concentration of short‐lived decay products that is attached to the
ambient aerosol
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.15, modified]
Note 1 to entry: The sizes of the carrier aerosol to which most of the short‐lived decay products are attached are
generally in the 0,1 μm to 0,3 μm range of median values.
3.1.5
average activity concentration
exposure to activity concentration divided by the sampling duration
3.1.6
average potential alpha energy concentration
exposure to potential alpha energy concentration divided by the sampling duration
3.1.7
background noise
signals caused by something other than the radiation to be detected
2 © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
Note 1 to entry: A distinction can be made between signals caused by radiation from sources inside or outside the
detector other than those targeted for the measurements and signals caused by defects in the detection system
electronic circuits and their electrical power supply.
3.1.8
continuous measurement
measurement obtained by taking a sample continuously (or at integration intervals typically in range of
1 min to 120 min) with simultaneous or slightly delayed analysis
Note 1 to entry: The sampling duration shall be adapted to the dynamics of the phenomenon studied to monitor
the evolution of radon activity concentration over time.
Note 2 to entry: See Annex B for further information.
3.1.9
diffusion length
distance crossed by an atom due to diffusion forces before decaying
Note 1 to entry: Diffusion length, l, is expressed by the relationship given in Formula (3):
D
l=
where
D is the diffusion coefficient, in square metres per second;
λ is the decay constant per second.
3.1.10
equilibrium factor
ratio of the potential alpha energy concentration of short‐lived radon decay products in a given volume
of air to the potential alpha energy concentration of these decay products if these are in radioactive
equilibrium with radon in the same volume of air
Note 1 to entry: The short‐lived Rn decay products present in an atmosphere are very rarely in radioactive
equilibrium with their parent (through being trapped on the walls or eliminated by an air renewal system, for
example) and the equilibrium factor is used to qualify this state of "non‐equilibrium".
Note 2 to entry: The equilibrium factor is between 0 and 1. The equilibrium factor in buildings typically varies
[4][6]
between 0,1 and 0,9, with an average value equal to 0,4 .
Note 3 to entry: The equilibrium factor, F , is expressed by Formula (4):
eq
E
PAEC,222
Rn
F =
eq
‐9
5,5710 C
Rn
where
E
is the potential alpha energy concentration of Rn, in joules per cubic metre;
PAEC,222
Rn
222 222
is the potential alpha energy concentration of the short‐lived Rn decay products for 1 Bq of Rn in
‐9
5,57×10
equilibrium with its short‐lived decay products, in joules per becquerel;
C 222
is the activity concentration of Rn, in becquerels per cubic metre.
Rn
3.1.11
grab sampling
© ISO 2019 – All rights reserved 3
Deleted: /FDIS
collection of a sample (i.e of air containing radon or aerosol particles) during a period considered short
compared with the fluctuations of the quantity under study (i.e volume activity of air)
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.18]
3.1.12
guideline value
value which corresponds to scientific, legal or other requirements with regard to the detection
capability and which is intended to be assessed by the measurement procedure by comparison with the
detection limit
Note 1 to entry: The guideline value can be given, for example, as an activity, a specific activity or an activity
concentration, a surface activity or a dose rate.
Note 2 to entry: The comparison of the detection limit with a guideline value allows a decision on whether or not
the measurement procedure satisfies the requirements set forth by the guideline value and is therefore suitable
for the intended measurement purpose. The measurement procedure satisfies the requirement if the detection
limit is smaller than the guideline value.
Note 3 to entry: The guideline value shall not be confused with other values stipulated as conformity requests or
as regulatory limits.
[SOURCE: ISO 11929:2019, 3.18]
3.1.13
integrated measurement
measurement performed by continuous sampling of a volume of air which, over time, is accumulating
physical quantities (number of nuclear tracks, number of electric charges, etc.) linked to the
disintegration of radon and/or its decay products, followed by analysis at the end of the accumulation
period
Note 1 to entry: See Annex B for further information.
3.1.14
long-term measurement
measurement based on an air sample collected within a period greater than one month
3.1.15
measurand
quantity intended to be measured
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3]
3.1.16
measuring system
set of one or more measuring instruments and often other devices, including any reagent and supply,
assembled and adapted to give information used to generate measured quantity values within specified
intervals for quantities of specified kinds
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 3.2]
3.1.17
passive sampling
sampling using no active devices such as pumps for sampling the atmosphere, whereby in most
instruments sampling is performed mainly by diffusion
[IEC 61577‐1:2006, 3.2.21 modified]
4 © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
3.1.18
potential alpha energy of short-lived radon decay products
total alpha energy emitted during the decay of atoms of short‐lived radon decay products along the
210 222
decay chain through to Pb for the decay chains of the Rn
Note 1 to entry: The potential alpha energy of short‐lived Rn decay products, E , is expressed by
PAE,222
Rn
Formula (5):
EE+ N
AE,218 AE,214 218
Po Po Po
E =
PAE,222
Rn
++ENN+EN
AE,214214 214 AE,214 214
Po Pb Bi Po Po
where
E 218
AE,218 is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
Po
E
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
AE,214
Po
N 218
218 is the number of atoms of Po;
Po
N 214
is the number of atoms of Pb;
Pb
N
is the number of atoms of Bi;
Bi
N 214
214 is the number of atoms of Po.
Po
Note 2 to entry: The total alpha energy emitted during the decay of atoms of short‐lived radon decay products
208 220
along the decay chain through to Pb for the decay chains of the Rn is expressed by Formula (6):
EE+0,36+0,64E N
AE,216 AE,212 AE,212 216
Po Bi Po Po
E =
PAE,220
Rn
+0,36EE+0,64 N +N +EN
AE,212 AE,212 212 212 AE,212 212
Bi Po Pb Bi Po Po
where
E 220
is the potential alpha energy of Rn, in joules;
PAE,220
Rn
E
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
AE,216
Po
E 212
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Bi, in joules;
AE,212
Bi
E 212
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
AE,212
Po
N 212
212 is the number of atoms of Pb;
Pb
N 212
is the number of atoms of Bi;
Bi
N
is the number of atoms of Po.
Po
3.1.19
potential alpha energy concentration of short-lived radon decay products
concentration of any mixture of short‐lived radon decay products in air in terms of the alpha energy
210 208
released during complete decay through Pb and/or Pb respectively
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.2, modified]
E
Note 1 to entry: The potential alpha energy concentration of the nuclide i, , is expressed by Formula (7):
PAEC,i
© ISO 2019 – All rights reserved 5
Deleted: /FDIS
E
PAE,i
E =
PAEC,i
V
where
E
is the potential alpha energy of the nuclide i, in joules;
PAE,i
V is the sampled volume, in cubic metres.
3.1.20
potential alpha energy concentration exposure
integral with respect to time of potential alpha energy concentration accumulated during the exposure
time
X
Note 1 to entry: Exposure to potential alpha energy concentration, , is expressed by Formula (8):
PAEC
t
X=dEt
PAEC PAEC
where
is the potential alpha energy concentration, in joules per cubic metre;
E
PAEC
t is the sampling duration, in seconds.
3.1.21
primary standard
standard designed with, or widely acknowledged as having, the highest metrological qualities and
whose value is accepted without reference to other standards of the same quantity
Note 1 to entry: The concept of a primary standard is equally valid for base quantities and derived quantities.
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.1.3]
3.1.22
radioactive equilibrium of radon-222 with its short-lived decay products
state of radon and its short‐lived decay products whereby the activity of each radionuclide is equal
Note 1 to entry: In radioactive equilibrium, the activity of each short‐lived decay product decreases over time like
the radon activity.
3.1.23
radon emanation
mechanism whereby a radon atom leaves the individual particle of solid material in which it has been
formed and reaches the free space of pores
3.1.24
radon exhalation
mechanism whereby a radon atom produced by emanation and transported (by diffusion or
convection) towards the material surface is released from the material into the surrounding medium
(air)
3.1.25
radon exhalation rate
value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit time
Note 1 to entry: The radon exhalation rate under conditions whereby the radon activity concentration at the
surface of the material equals zero is called free radon exhalation rate.
6 © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
Note 2 to entry: The free radon exhalation rate is approximated from the radon exhalation rate if the radon
activity at the surface of the material has a sufficiently low value.
3.1.26
radon surface exhalation rate
value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit surface of the material
per unit time
3.1.27
radon mass exhalation rate
value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit mass of the material per
unit time
3.1.28
radon exposure
integral with respect to time of radon activity concentration accumulated during the exposure time
Note 1 to entry: Exposure to radon, X, is expressed by Formula (9):
t
X=dCt
where
C is the activity concentration, in becquerels per cubic metre;
t is the sampling duration, in seconds.
3.1.29
reference atmosphere
radioactive atmosphere in which the influence quantities (aerosols, radioactivity, climatic conditions,
etc.) are sufficiently well‐known or controlled to allow its use in a testing procedure for measuring
instruments for radon or short‐lived decay products
Note 1 to entry: The parameter values concerned shall be traceable to recognized standards.
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.26 modified – Last sentence of the definition changed to note 1 to
entry.]
3.1.30
reference source
radioactive secondary standard source for use in the calibration of the measuring instruments
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.25]
3.1.31
sampling duration
time interval during which the sampling is performed at a given point
3.1.32
sampling plan
precise protocol that, depending on the application of the principles of the strategy adopted, defines the
spatial and temporal dimensions of sampling, the frequency, the sample number, the quantities
sampled, etc., and the human resources to be used for the sampling operation
Note 1 to entry: See ISO/IEC 17025:2017, 7.3, for further information on sampling plans.
Deleted: 2005, 5.
3.1.33
sampling strategy
© ISO 2019 – All rights reserved 7
Deleted: /FDIS
set of technical principles that aim to resolve, depending on the objectives and site considered, the two
main issues which are the sampling density and the spatial distribution of the sampling areas
Note 1 to entry: The sampling strategy provides the set of technical options that are required in the sampling plan.
3.1.34
sensor
element of a measuring system that is directly affected by a phenomenon body, or substance carrying a
quantity to be measured
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 3.8]
Note 1 to entry: The term "detector" is also used for this concept.
3.1.35
short-lived decay products
radionuclides with a half‐life of less than one hour produced by radon‐222 disintegration ( Rn):
218 214 214 214
polonium‐218 ( Po), lead‐214 ( Pb), bismuth‐214 ( Bi) and polonium‐214 ( Po)
Note 1 to entry: See Figure A.1.
216 212
Note 2 to entry: Decay products of radon‐220 disintegration such as polonium‐216 ( Po), lead‐212 ( Pb),
212 212 208
bismuth‐212 ( Bi), polonium‐212 ( Po) and thallium‐208 ( Tl) can interfere with the radon‐222
measurement (see Figure A.2).
3.1.36
short-term measurement
measurement based on an air sample collected within a period comparable to the duration of the
half‐life of radon
3.1.37
spot measurement
measurement based on a grab sample taken within a period of less than one hour, at a given point in
space, together with an analysis (e.g. count) carried out simultaneously or after a set period of time
Note 1 to entry: See Annex B for further information.
3.1.38
unattached fraction of E
PAEC,222
Rn
fraction of the potential alpha energy concentration of short‐lived decay products that is not attached to
the ambient aerosol
Note 1 to entry: The particle size concerned is in the order of magnitude of nanometres.
220 212 220
Note 2 to entry: In the case of Rn, the relatively long half‐life of Pb can lead to cases where Rn completely
disappears before Bi; in this case, the unattached fraction of short‐lived radon‐220 decay products cannot be
defined.
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.14]
3.2 Symbols
For the purposes of this document the following symbols apply.
A
activity of the nuclide i, in becquerels
i
C
activity concentration of the nuclide i, in becquerels per cubic metre
i
8 © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
average activity concentration of the nuclide i, in becquerels per cubic metre
C
i
D
diffusion coefficient, in square metres per second
E
alpha particle energy produced by the disintegration of the nuclide i, in joules
AE,i
E
potential alpha energy of the nuclide i, in joules
PAE,i
E
potential alpha energy concentration of the nuclide i, in joules per cubic metre
PAEC,i
E
average potential alpha energy of the nuclide i, in joules
PAE,i
E
average potential alpha energy concentration of the nuclide i, in joules per cubic metre
PAEC,i
F
equilibrium factor (dimensionless)
eq
l diffusion length, in metres
N
number of atoms of the nuclide i
i
T
radioactive half‐life of the nuclide i, in seconds
1/2,i
t
sampling duration, in seconds
U
k=2
expanded uncertainty calculated by U= ku with
u
standard uncertainty associated with the measurement result
V sampled volume, in cubic metres
X exposure to radon, in becquerel‐hours per cubic metre
X
potential alpha energy concentration exposure, in joule‐hours per cubic metre
PAEC
Y primary measurement result of the measurand
*
y decision threshold of the measurand
#
y
detection limit of the measurand
y lower limit of the confidence interval of the measurand
y upper limit of the confidence interval of the measurand
exhalation rate, in becquerels per square metre per second
free exhalation rate, in becquerels per square metre per second
f
mass exhalation rate, in becquerels per square metre per second
m
surface exhalation rate, in becquerels per square metre per second
s
decay constant of the nuclide i, per second
i
4 Principle
The measurement methods presented in this document are based on the following elements:
a) sampling a volume of air representative of the atmosphere under investigation;
© ISO 2019 – All rights reserved 9
Deleted: /FDIS
b) detecting radiations produced by successive radioactive disintegrations of the radon isotopes and
their decay products.
NOTE Examples of results for radon activity concentration measurements are given in Annex B.
5 Equipment
Equipment is specific to the different measurement methods and is described in the various parts of
ISO 11665. Equipment shall be in accordance with IEC 61577‐1, IEC 61577‐2 and IEC 61577‐3.
6 Sampling
6.1 General
Selection of the appropriate sampling method depends on the site under investigation (mines, outdoors,
houses, buildings open to the public, workplaces, etc.), the intended use of the data and the anticipated
level of radon activity concentration.
The radon activity concentration and the potential alpha energy concentration of its decay products
vary tremendously over time (see Annex A). More than one order of magnitude in variation can be
observed over time at the same place and thus measurement results depend on the sampling duration,
[10]
which can extend from a few minutes to a few hours or several months and on the sampling date (see
Figure B.2).
The extrapolation from an average activity concentration obtained from a measurement performed
during a given sampling duration at a given sampling time to an average activity concentration
representative of a different sampling duration and/or sampling time requires knowledge of the radon
activity concentration variability over the inferred period. In some cases, the uncertainty attached to
this variability can be so large that such an extrapolation becomes meaningless for the objective of the
measurement.
It is therefore important that the choice of sampling method and duration and time of sampling is
compatible with the measurement objective and its required uncertainty. For these reasons, the
measurement results following screening of an area over a short sampling period need to be
interpreted with caution.
The sampling process is performed using different approaches or sampling strategies depending on the
objective pursued. Whatever this objective might be, the sampling strategy should be carefully selected,
as it determines a large number of decisions and can generate important and costly activities.
Radon activity concentration measurement results and the potential alpha energy concentration
measurement results can only be correctly interpreted if the sample is representative of the air that is
being characterized.
The definition of the sampling strategy shall follow, as far as possible, the following stages:
a) analysis of records to enable an historic study of the previous use of the sampling site;
b) site reconnaissance (in some cases, analytic investigation techniques using portable radioactivity
detectors, may be used to identify the areas to be studied in detail);
c) identification of preferential migration pathways and/or accumulation areas;
d) site reconnaissance with respect to the sampling to be undertaken.
The implementation of this strategy, which also includes the definition of the data quality objectives
according to the parameters to be analysed, gives rise to the sampling plan.
The sampling plan shall define the operations to be carried out as defined in ISO/IEC 17025.
10 © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
6.2 Sampling objective
The objective of the sampling is to provide sufficient representative samples in order that the
measurement results comply with their intended use.
6.3 Sampling characteristics
The sampling can be either active or passive.
The sampling time (date and hour), duration and location, and whether sampling is active or passive,
shall be specified for all measurements of radon and decay products in the environment or in a confined
atmosphere.
The sampling characteristics relating to each measurement method of radon and its decay products are
described in the various parts of ISO 11665.
6.4 Sampling conditions
6.4.1 Installation of sampling device
6.4.1.1 Sampling outside a building
Sampling locations shall be distributed outside the building taking into account the following
parameters: topography, prevailing winds, activity zones (urban, manufacturing, agricultural and
domestic) and potential release points.
In an open area, sampling shall be representative of the air to be measured. Any natural and artificial
obstacles (apart from weather shelters) shall be outside an inverted cone with a 140° opening at the top
and the sampling point at the bottom tip, and outside a sphere with a 1 m diameter centred on the
[11]
(see Figure 2). The sampling location shall be between 1 m and 2 m above the
sampling location
supporting surface (e.g. ground). The installation shall not disturb the surrounding atmosphere.
Key
1 ground
2 bracket
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Deleted: /FDIS
3 sphere free of obstacles (1 m in diameter)
4 sampling place
5 weather shelter
6 cone free of obstacles (140°)
Figure 2 — Example of diagram of a sampling place outside a building
6.4.1.2 Sampling inside a building
The selected number of samples and their location inside a building is determined by the intended use
of the measurement results (initial investigations, search for radioactive sources, radionuclide transfer
study, verification of homogeneity of a parameter measured in an environment or identification of
anomalies, assessment of human exposure, etc.) taking into account the architectural characteristics of
the building (crawl space, basement, multiple storeys, earthen floor, building materials, etc.), the room
characteristics and also the measuring equipment used (see ISO 11665‐8).
6.4.2 Sampling duration
The sampling duration can vary from a few minutes to a few hours or several months.
Due to the great variability of both radon activity concentration and potential alpha energy
concentration in time and space (see Annex A), the sampling duration shall be determined according to
the intended use of the measurement results (see Table 1).
Table 1 — Sampling duration based on type of sampling
Usual
Characteristics
Measurement sampling Characteristics of the measurement result
of sampling
duration
Less than one Representative only of the activity concentration at a
Spot Grab
hour given moment and a given point
Representative of the activity concentration variation
during the sampling at a given point. This sampling is
used to monitor the temporal variation of radon activity
Continuous Variable
concentration; the sampling duration and the
integration interval shall be compatible with the
dynamics of the phenomenon studied
Continuous
Integrated Representative of the mean value of the activity
Few days
short‐term concentration during the sampling at a given point
Estimation of the annual mean value of activity
Integrated
Several months concentration at a given point. This measurement is
long‐term
often used to approximate human radon exposure
6.4.3 Volume of air sampled
For active sampling, the volume of air sampled shall be measured by a flow‐meter corrected for
temperature and pressure (expressed in cubic metres at a standard pressure and temperature of
1,013 hPa and 0 °C respectively).
For passive sampling, the direct measurement of the air volume sampled is not needed, since a Deleted: as
calibration factor, in activity per unit volume, is used to compute the activity concentration.
7 Detection
Seven different types of detection can be used. See 7.1 to 7.7.
12 © ISO 2019 – All rights reserved
Deleted: /FDIS
7.1 Silver-activated zinc sulphide ZnS(Ag) scintillation
Some electrons in scintillating media, such as ZnS(Ag), have the particular feature of emitting light
photons by returning to their ground state when they are excited by an alpha particle. These light
photons can be detected using a photomultiplier.
[12]
This is the principle adopted for scintillation cells (such as Lucas cells ) used for radon spot
measurement.
[13][14][15][16]
ZnS(Ag) scintillation may also be used to detect radon decay products collected on a filter .
[17]
NOTE This detection principle is occasionally used for continuous sampling .
7.2 Gamma-ray spectrometry
[18][19][10]
The radon, adsorbed on activated charcoal encapsulated in a container, is determined by
214 214 [20]
gamma‐ray spectrometry of its decay products ( Bi and Pb) after their equilibrium is reached .
7.3 Liquid scintillation
The radon, adsorbed on activated charcoal placed in a vial, is measured following the addition of a
scintillation cocktail by counting alpha and beta particles emitted by the radon and its decay products
218 214 214 214 [21]
( Po, Bi, Pb, Po) after their equilibrium is reached .
7.4 Air ionization
When travelling through the air, each alpha particle creates several tens of thousands of ions pairs
which, under some experimental conditions, produce an ionization current. Although very low, this
current may be measured using an ionization chamber that gives the activity concentration of radon
and its decay products. When the sampling is performed through a filtering medium, only radon
diffuses into the ionization chamber and the signal is proportional to the radon activity
[22][23]
concentration .
7.5 Semi-conductor (alpha detection)
A semi‐conductor detector (made of silicon, for example) converts the energy from an incident alpha
particle into electric charges. These are converted into pulses with an amplitude proportional to the
[24]
energy of the alpha particles emitted by the radon and its short‐lived decay products .
NOTE This detection principle is occasionally associated with electrostatic precipitation of the alpha emitter
isotopes.
7.6 Solid-state nuclear track detectors (SSNTD)
An alpha particle triggers ionization as it passes through some polymer nuclear detectors (such as
cellulose nitrate). Ion recombinations are not complete after the particle has passed through.
Appropriate etching acts as a developing agent. The detector then shows the tracks as etching holes or
cones, in a quantity proportional to the number of alpha parti
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11665-1
Deuxième édition
2019-09
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
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 1: Origins of radon and its short-lived decay products and
associated measurement methods
Numéro de référence
©
ISO 2019
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© ISO 2019
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E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
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 . 9
4 Principe .10
5 Équipement .10
6 Prélèvement .10
6.1 Généralités .10
6.2 Objectif du prélèvement .11
6.3 Caractéristiques du prélèvement .11
6.4 Conditions de prélèvement .11
6.4.1 Installation du dispositif de prélèvement .11
6.4.2 Durée de prélèvement .12
6.4.3 Volume d’air prélevé .13
7 Détection .13
7.1 Scintillation du sulfure de zinc activé à l’argent ZnS(Ag) .13
7.2 Spectrométrie gamma .13
7.3 Scintillation liquide .13
7.4 Ionisation de l’air .14
7.5 Semi-conducteur (détection alpha) .14
7.6 Détecteurs solides de traces nucléaires (DSTN) .14
7.7 Décharge d’une surface polarisée à l’intérieur d’une chambre d’ionisation .14
8 Mesurage.14
8.1 Méthodes .14
8.2 Grandeurs d’influence.15
8.3 Étalonnage .16
8.4 Contrôle qualité .16
9 Expression des résultats.16
10 Rapport d’essai .16
Annexe A (informative) Radon et ses descendants — Informations générales .18
Annexe B (informative) Exemple de résultats de mesure ponctuelle, intégrée et en continu
de l’activité volumique du radon 222 .28
Annexe C (informative) Exemple de rapport d’essai .30
Bibliographie .31
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
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l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
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Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
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engagement.
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spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
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techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11665-1:2012), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— l’Introduction a été mise à jour;
— en A.2.4, des détails ont été ajoutés pour tenir compte de la variation des activités volumiques du
radon ans le temps et dans l’espace dans les bâtiments;
— la Bibliographie a été mise à jour.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11665 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
Introduction
Les isotopes 222, 219 et 220 du radon sont des gaz radioactifs produits par la désintégration des
isotopes 226, 223 et 224 du radium, lesquels sont respectivement des descendants de l’uranium 238, de
l’uranium 235 et du thorium 232, et sont tous présents dans l’écorce terrestre (voir Annexe A pour plus
d’informations). Des éléments solides, eux aussi radioactifs, suivis par du plomb stable, sont produits
[1]
par la désintégration du radon .
Lorsqu’il se désintègre, le radon émet des particules alpha et génère des descendants solides qui sont
eux aussi radioactifs (par exemple 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
[2][3][4][5]
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
[6]
naturel. L’UNSCEAR suggère qu’au niveau mondial, le radon intervient pour environ 52 % de
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 (voir Annexe A). Pour cette raison, les références au radon dans le présent document
désignent 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 et à ses descendants varie considérablement d’un lieu à l’autre. Elle dépend de
la quantité de radon émise par le sol et des matériaux de construction en ces lieux, des conditions
météorologiques et du degré de confinement dans les lieux où sont exposées les personnes.
Comme le radon a tendance à se concentrer dans les espaces clos tels que les maisons, la majeure partie
de l’exposition de la population provient du radon présent dans l’atmosphère intérieure des bâtiments.
Le gaz issu du sol est considéré comme la source la plus importante de radon résidentiel via des voies
d’infiltration. D’autres sources sont décrites dans d’autres parties de l’ISO 11665 et dans la série
[59]
ISO 13164 pour l’eau .
Le radon pénètre dans les bâtiments par un mécanisme de diffusion dû à la différence permanente
entre l’activité volumique du radon dans le sol sous-jacent et celle existant à l’intérieur du bâtiment,
et par un mécanisme de convection généré par intermittence par une différence de pression entre l’air
dans le bâtiment et celui contenu dans le sol sous-jacent. L’activité volumique du radon à l’intérieur des
bâtiments dépend de l’activité volumique du radon dans le sol sous-jacent, de la structure du bâtiment,
des équipements (cheminée, systèmes de ventilation mécanique, entre autres), des paramètres
environnementaux du bâtiment (température, pression, etc.), mais également du mode de vie de ses
occupants.
–3
Pour limiter le risque pour les individus, un niveau de référence national de 100 Bq·m est recommandé
[5]
par l’Organisation mondiale de la santé . Lorsque cela n’est pas possible, il convient que ce niveau de
−3
référence ne dépasse pas 300 Bq·m . Cette recommandation a été entérinée par les États membres de
la Communauté européenne qui doivent établir des niveaux de référence nationaux pour les activités
volumiques du radon à l’intérieur des bâtiments. Les niveaux de référence pour l’activité volumique
-3[5]
moyenne annuelle dans l’air ne doivent pas être supérieurs à 300 Bq·m .
Pour réduire le risque pour l’ensemble de la population, il convient de mettre en œuvre des codes du
bâtiment qui exigent des mesures de prévention du radon dans les bâtiments en construction et des
mesures d’atténuation du radon dans les bâtiments existants. Les mesurages du radon sont nécessaires,
car les codes du bâtiment ne peuvent à eux seuls garantir que les concentrations de radon sont
inférieures au niveau de référence.
L’ISO 11665 comprend plusieurs parties (voir Figure 1) qui traitent des aspects suivants:
— méthodes de mesure du radon 222 et de ses descendants à vie courte (voir ISO 11665-2, ISO 11665-3,
ISO 11665-4, ISO 11665-5 et ISO 11665-6);
NOTE 1 Il existe de nombreuses méthodes de mesure de l’activité volumique et de l’énergie alpha
potentielle volumique des descendants à vie courte du radon 222. Le choix de la méthode de mesure dépend
du niveau attendu de concentration et de l’utilisation prévue des données, telles que recherche scientifique
[8][9]
et évaluations liées à la santé .
— méthodes de mesure du flux d’exhalation du radon 222 (voir ISO 11665‑7 et ISO 11665‑9);
NOTE 2 L’ISO 11665-7 se réfère à l’ISO 11665-5 et à l’ISO 11665-6.
— méthodes de mesure du radon 222 dans le sol (voir ISO 11665-11);
— méthodologies de mesure du radon 222 dans les bâtiments (voir ISO 11665-8);
— méthodes de mesure du coefficient de diffusion du radon 222 (voir ISO/TS 11665‑12 et
ISO/TS 11665-13).
NOTE 3 L’ISO 11665-8 se réfère à l’ISO 11665-4 pour les mesurages du radon appliqués aux investigations
initiales dans les bâtiments et à l’ISO 11665-5, à l’ISO 11665-6 et à l’ISO 11665-7 pour les mesurages appliqués
aux investigations complémentaires.
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Figure 1 — Structure de la série ISO 11665
NORME INTERNATIONALE ISO 11665-1:2019(F)
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
1 Domaine d’application
Le présent document présente les recommandations pour le mesurage de l’activité volumique du
radon 222 et de l’énergie alpha potentielle volumique de ses descendants à vie courte dans l’air.
Les méthodes de mesure se divisent en trois catégories:
a) méthodes de mesure ponctuelle;
b) méthodes de mesure en continu;
c) méthodes de mesure intégrée.
Le présent document fournit plusieurs méthodes couramment utilisées pour le mesurage du radon 222
et de ses descendants à vie courte dans l’air.
Le présent document fournit également des recommandations relatives à la détermination de
l’incertitude relative aux méthodes de mesure décrites dans ses diverses parties.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais
IEC 61577-1, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des
descendants du radon — Partie 1: Règles générales
IEC 61577-2, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des descendants
222 220
du radon — Partie 2: Exigences spécifiques pour les instruments de mesure du Rn et du Rn
IEC 61577-3, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des
descendants du radon — Partie 3: Exigences spécifiques concernant les instruments de mesure des
descendants du radon
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1.1
prélèvement actif
se dit d’instruments utilisant des dispositifs actifs comme des pompes pour les prélèvements dans
l’atmosphère
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.22]
3.1.2
activité
taux de désintégration
nombre de désintégrations nucléaires spontanées ayant lieu dans une quantité donnée de matière
pendant un intervalle de temps raisonnablement court, divisé par cet intervalle de temps
Note 1 à l'article: L’activité, A, est exprimée par la relation donnée dans la Formule (1):
AN=⋅λ
où
λ est la constante de désintégration par seconde;
N est le nombre d’atomes.
Note 2 à l'article: La constante de désintégration est liée à la période radioactive par la relation:
ln 2
λ =
T
1/2
où
T est la période radioactive, en secondes.
1/2
3.1.3
activité volumique
activité par unité de volume
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.1.2]
3.1.4
fraction attachée
fraction de l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte attachés à l’aérosol ambiant
[SOURCE: IEC 61577‑1:2006, 3.2.15, modifiée]
Note 1 à l'article: La taille de l’aérosol porteur, auquel sont attachés la majorité des descendants à vie courte, est
généralement comprise entre 0,1 μm et 0,3 μm.
3.1.5
activité volumique moyenne
exposition à l’activité volumique divisée par la durée de prélèvement
3.1.6
énergie alpha potentielle volumique moyenne
exposition à l’énergie alpha potentielle volumique divisée par la durée de prélèvement
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3.1.7
bruit de fond
signaux provoqués par des phénomènes autres que le rayonnement à détecter
Note 1 à l'article: Il est possible de faire la distinction entre les signaux provoqués par le rayonnement provenant
de sources à l’intérieur ou à l’extérieur du détecteur autres que ceux visés par les mesurages et les signaux
provoqués par des défauts dans les circuits électroniques du système de détection et leur alimentation électrique.
3.1.8
mesurage en continu
mesurage obtenu par un prélèvement continu d’un échantillon (ou par pas d’intégration généralement
de 1 min à 120 min) et une analyse simultanée ou en léger différé
Note 1 à l'article: Afin de suivre l’évolution temporelle de l’activité volumique du radon, la durée de prélèvement
doit être adaptée à la dynamique du phénomène étudié.
Note 2 à l'article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.9
longueur de diffusion
distance parcourue par un atome sous l’effet des forces de diffusion, avant sa désintégration
Note 1 à l'article: La longueur de diffusion, l, est exprimée par la relation donnée dans la Formule (3):
D
l =
λ
où
D est le coefficient de diffusion, en mètres carrés par seconde;
λ est la constante de désintégration par seconde.
3.1.10
facteur d’équilibre
rapport entre l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du radon dans un
volume d’air donné et l’énergie alpha potentielle volumique de ces descendants s’ils étaient à l’équilibre
radioactif avec le radon dans le même volume d’air
Note 1 à l'article: Les descendants à vie courte du Rn présents dans une atmosphère sont très rarement à
l’équilibre radioactif avec leur père (par exemple par suite de leur piégeage sur les parois ou leur élimination par
un système de renouvellement de l’air) et le facteur d’équilibre est utilisé pour qualifier cet état de «déséquilibre».
Note 2 à l'article: Le facteur d’équilibre est compris entre 0 et 1. Dans les bâtiments, le facteur d’équilibre varie
[4][6]
généralement entre 0,1 et 0,9, avec une valeur moyenne égale à 0,4 .
Note 3 à l'article: Le facteur d’équilibre, F , est exprimé par la Formule (4):
eq
E
PAEC,222
Rn
F =
eq
-9
5,57⋅×10 C
Rn
où
est l’énergie alpha potentielle volumique du Rn, en joules par mètre cube;
E
PAEC,222
Rn
est l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du Rn pour
-9
5,57×10
1 Bq de Rn en équilibre avec ses descendants à vie courte, en joules par becquerel;
est l’activité volumique du Rn, en becquerels par mètre cube.
C
Rn
3.1.11
prélèvement ponctuel
prélèvement d’un échantillon (par exemple de l’air contenant du radon ou des particules d’aérosols) sur
une période de temps considérée comme courte comparée aux fluctuations de la grandeur étudiées
(par exemple l’activité volumique de l’air)
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.18]
3.1.12
valeur de référence
valeur qui correspond aux exigences scientifiques, juridiques ou autres en matière de capacité de
détection et qui est censée être évaluée par le mode opératoire de mesure par comparaison avec la
limite de détection
Note 1 à l'article: La valeur de référence peut être donnée, par exemple sous la forme d’une activité, d’une activité
spécifique ou d’une activité volumique, d’une activité surfacique ou d’un débit de dose.
Note 2 à l'article: La comparaison de la limite de détection avec une valeur de référence permet de déterminer
si le mode opératoire de mesure satisfait ou non aux exigences énoncées par la valeur de référence et permet de
garantir qu’elle est adaptée à l’objectif du mesurage prévu. Le mode opératoire de mesure satisfait à l’exigence si
la limite de détection est inférieure à la valeur de référence.
Note 3 à l'article: La valeur de référence ne doit pas être confondue avec d’autres valeurs stipulées comme
demandes de conformité ou comme limites réglementaires.
[SOURCE: ISO 11929-2:2019, 3.18]
3.1.13
mesurage intégré
mesurage effectué par prélèvement continu d’un volume d’air, une accumulation au cours du temps
de grandeurs physiques (nombre de traces nucléaires, nombre de charges électriques, etc.) liées à la
désintégration du radon et/ou de ses descendants, puis une analyse à l’issue de la période d’accumulation
Note 1 à l'article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.14
mesurage de longue durée
mesurage fondé sur un échantillon d’air prélevé sur une période supérieure à un mois
3.1.15
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 2.3]
3.1.16
système de mesure
ensemble d’un ou plusieurs instruments de mesure et souvent d’autres dispositifs, comprenant si
nécessaire réactifs et alimentations, assemblés et adaptés pour fournir des informations destinées à
obtenir des valeurs mesurées dans des intervalles spécifiés pour des grandeurs de natures spécifiées
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 3.2]
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3.1.17
prélèvement passif
prélèvement n’utilisant pas de dispositifs actifs comme des pompes pour prélever dans l’atmosphère,
dans la plupart des instruments, le prélèvement s’effectue essentiellement par diffusion
[SOURCE: IEC 61577‑1:2006, 3.2.21 modifiée]
3.1.18
énergie alpha potentielle des descendants à vie courte du radon
énergie alpha totale émise pendant la désintégration des atomes des descendants du radon le long de la
210 222
chaîne jusqu’au Pb pour la chaîne de désintégration du Rn
Note 1 à l'article: L’énergie alpha potentielle des descendants à vie courte du Rn, E , est exprimée par
PAE,222
Rn
la Formule (5):
EE+ ⋅ N
() ()
AE,218 AE,214 218
Po Po Po
E =
PAE,222
Rn
+EN⋅ +++NE ⋅ N
() ()
AE,214 214 214 AE,214 214
Po Pb Bi Po Po
où
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,218
Po
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,214
Po
est le nombre d’atomes de Po;
N
Po
est le nombre d’atomes de Pb;
N
Pb
est le nombre d’atomes de Bi;
N
Bi
est le nombre d’atomes de Po.
N
Po
Note 2 à l'article: L’énergie alpha potentielle totale émise pendant la désintégration des atomes des descendants
208 220
à vie courte du radon le long de la chaîne jusqu’au Pb pour la chaîne de désintégration du Rn est exprimée
par la Formule (6):
EE+0,36+⋅⋅0,64 EN⋅
() ()
AE,216 AE,212 AE,212 216
Po Bi Po Poo
E =
PAE,220
Rn
+0,36+⋅⋅EE0,64 ⋅ NN++E ⋅ N
() () ()
AE,212 AE,212 212 212 AE,2112 212
Bi Po Pb Bi Po Po
où
est l’énergie alpha potentielle du Rn, en joules;
E
PAE,220
Rn
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,216
Po
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Bi, en joules;
E
AE,212
Bi
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,212
Po
est le nombre d’atomes de Pb;
N
Pb
est le nombre d’atomes de Bi;
N
Bi
est le nombre d’atomes de Po.
N
Po
3.1.19
énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du radon
concentration dans l’air d’un mélange quelconque de descendants à vie courte du radon se désintégrant
210 208
jusqu’au Pb ou au Pb, exprimée en énergie alpha émise au cours de ces désintégrations
[SOURCE: IEC 61577‑1:2006, 3.2.2, modifiée]
Note 1 à l'article: L’énergie alpha potentielle volumique du nucléide i, E , est exprimée par la Formule (7):
PAEC,i
E
PAE,i
E =
PAEC,i
V
où
est énergie alpha potentielle du nucléide i, en joules;
E
PAE,i
V est le volume échantillonné, en mètres cubes.
3.1.20
exposition à l’énergie alpha potentielle volumique moyenne
intégrale dans le temps de l’énergie alpha potentielle volumique cumulée pendant la durée d’exposition
Note 1 à l'article: L’exposition à l’énergie alpha potentielle volumique, X , est exprimée par la Formule (8):
PAEC
t
XE=d⋅ t
PAEC PAEC
∫
où
est l’énergie alpha potentielle volumique, en joules par mètre cube;
E
PAEC
t est la durée d’échantillonnage, en secondes.
3.1.21
étalon primaire
étalon qui est désigné ou largement reconnu comme présentant les plus hautes qualités métrologiques
et dont la valeur est établie sans se référer à d’autres étalons de la même grandeur
Note 1 à l'article: Le concept d’étalon primaire est valable aussi bien pour les grandeurs de base que pour les
grandeurs dérivées.
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.1.3]
3.1.22
équilibre radioactif du radon 222 avec ses descendants à vie courte
situation dans laquelle les activités de chaque radionucléide (radon et de ses descendants à vie courte)
sont égales
Note 1 à l'article: En équilibre radioactif, l’activité de chaque descendant à vie courte décroît dans le temps
comme l’activité du radon.
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3.1.23
émanation du radon
mécanisme par lequel un atome de radon quitte le grain individuel de matériau solide dans lequel il a
été formé et arrive dans l’espace libre des pores
3.1.24
exhalation du radon
mécanisme par lequel un atome de radon produit par émanation et transporté (diffusion ou convection)
vers la surface du matériau est libéré du matériau dans le milieu environnant (air)
3.1.25
flux d’exhalation du radon
valeur de l’activité volumique des atomes de radon qui quittent un matériau par unité de temps
Note 1 à l'article: Le flux d’exhalation du radon sous des conditions telles que l’activité volumique du radon à la
surface du matériau est égale à zéro est appelé flux d’exhalation du radon libre.
Note 2 à l'article: Le flux d’exhalation du radon libre est défini approximativement par le flux d’exhalation du
radon si l’activité du radon à la surface du matériau a une valeur suffisamment faible.
3.1.26
flux surfacique d’exhalation du radon
valeur de l’activité volumique des atomes de radon qui quittent un matériau par unité de surface du
matériau par unité de temps
3.1.27
flux massique d’exhalation du radon
valeur de l’activité volumique des atomes de radon qui quittent un matériau par unité de masse du
matériau par unité de temps
3.1.28
exposition au radon
intégrale dans le temps de l’activité volumique du radon cumulée pendant la durée d’exposition
Note 1 à l'article: L’exposition au radon, X, est exprimée par la Formule (9):
t
Xt=dC
∫
où
C est l’activité volumique, en becquerels par mètre cube;
t est la durée d’échantillonnage, en secondes.
3.1.29
atmosphère de référence
atmosphère dans laquelle les paramètres d’influence (aérosols, radioactivité, conditions climatiques,
etc.) sont suffisamment bien connus ou contrôlés pour permettre son utilisation un mode opératoire
d’essai d’instruments de mesure du radon ou des descendants du radon
Note 1 à l'article: Les valeurs des paramètres concernés doivent être traçables à des étalons reconnus.
[SOURCE: IEC 61577‑1:2006, 3.2.26 modifiée – La dernière phrase de la définition a été modifiée en
Note 1 à l’article]
3.1.30
source de référence
source radioactive étalon secondaire utilisée pour étalonner les appareils de mesure
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.25]
3.1.31
durée de prélèvement
intervalle de temps pendant lequel est effectué le prélèvement à un point donné
3.1.32
plan d’échantillonnage
protocole précis qui, d’après l’application des principes de la stratégie adoptée, définit les dimensions
spatiales et temporelles de l’échantillonnage, la fréquence, le nombre d’échantillons, les quantités
prélevées, etc., ainsi que les ressources humaines nécessaires à l’opération de prélèvement
Note 1 à l'article: Voir ISO/IEC 17025:2017, 7.3, pour plus d’informations.
3.1.33
stratégie d’échantillonnage
ensemble d’options techniques visant à résoudre, en fonction des objectifs et du site considérés, les
deux principales questions que sont la densité d’échantillonnage et la répartition spatiale des zones de
prélèvement
Note 1 à l'article: La stratégie d’échantillonnage fournit l’ensemble des options techniques qui sont exigées dans
le plan d’échantillonnage.
3.1.34
capteur
élément d’un système de mesure qui est directement soumis à l’action d’un phénomène, du corps ou de
la substance portant la grandeur à mesurer
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 3.8]
Note 1 à l'article: Le terme détecteur peut également être utilisé dans ce contexte.
3.1.35
descendants à vie courte
radionucléides ayant une période inférieure à 1 h issus de la désintégration du radon 222 ( Rn):
218 214 214 214
polonium 218 ( Po), plomb 214 ( Pb), bismuth 214 ( Bi) et polonium 214 ( Po)
Note 1 à l'article: Voir Figure A.1.
Note 2 à l'article: Les descendants issus de la désintégration du radon 220 tels que le polonium 216 ( Po), le
212 212 212 208
plomb 212 ( Pb), le bismuth 212 ( Bi), le polonium 212 ( Po) et le thallium 208 ( Tl) peuvent interférer
avec le mesurage du radon 222 (voir Figure A.2).
3.1.36
mesurage de courte durée
mesurage fondé sur un échantillon d’air prélevé sur une période comparable à la durée de la période
du radon
3.1.37
mesurage ponctuel
mesurage fondé sur un prélèvement ponctuel effectué sur une durée inférieure à 1 h, en un point donné
dans l’espace, conjointement avec une analyse (par exemple comptage) effectuée simultanément ou
après un délai donné
Note 1 à l'article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.38
fraction libre de l’ E
PAEC,222
Rn
fraction de l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte non attachés à
l’aérosol ambiant
Note 1 à l'article: La taille des particules concernées est de l’ordre du nanomètre.
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220 212
Note 2 à l'article: Dans le cas du Rn, la période relativement longue du Pb peut conduire dans certains cas à
220 212
la disparition complète du Rn avant le Bi. Il est alors impossible de définir la fraction libre des descendants
du radon 220.
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.14]
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s’appliquent:
activité du nucléide i, en becquerels
A
i
activité volumique du nucléide i, en becquerels par mètre cube
C
i
activité volumique moyenne du nucléide i, en becquerels par mètre cube
C
i
coefficient de diffusion, en mètres carrés par seconde
D
énergie de la particule alpha produite par la désintégration du nucléide i, en joules
E
AE,i
énergie alpha potentielle du nucléide i, en joules
E
PAE,i
énergie alpha potentielle volumique du nucléide i, en joules par mètre cube
E
PAEC,i
énergie alpha potentielle moyenne du nucléide i, en joules
E
PAE,i
énergie alpha potentielle volumique moyenne du nucléide i, en joules par mètre cube
E
PAEC,i
facteur d’équilibre (sans dimension)
F
eq
longueur de diffusion, en mètres
l
nombre d’atomes du nucléide i
N
i
période radioactive du nucléide i, en secondes
T
1/2,i
durée de prélèvement, en secondes
t
U
incertitude élargie calculée par U=ku⋅ () avec k= 2
incertitude-type associée au résultat du mesurage
u
()
V volume prélevé, en mètre cube
exposition au radon, en becquerels heures par mètre cube
X
exposition à l’énergie alpha potentielle volumique, en joules heures par mètre cube
X
PAEC
Y résultat du mesurage primaire du mesurande
seuil de décision du mesurande
*
y
limite de détection du mesurande
#
y
limite basse de l’intervalle de confiance du mesurande
y
limite haute de l’intervalle de confiance du mesurande
y
flux d’exhalation, en becquerels par mètre carré par seconde
φ
flux d’exhalation libre, en becquerels par mètre carré par seconde
φ
f
flux massique d’exhalation, en becquerels par mètre carré par seconde
φ
m
flux surfacique d’exhalation, en becquerels par mètre carré par seconde
φ
s
constante de désintégration du nucléide i, par seconde
λ
i
4 Principe
Les méthodes de mesure présentées dans le présent document sont fondées sur les éléments suivants:
a) le prélèvement d’un volume d’air représentatif de l’atmosphère à étudier;
b) la détection des rayonnements émis par les désintégrations radioactives successives des isotopes
du radon et de leurs descendants.
NOTE Des exemples de résultats de mesure de l’activité volumique du radon sont donnés dans l’Annexe B.
5 Équipement
L’équipement est spécifique aux différentes méthodes de mesure et il est décrit dans les diverses parties
de l’ISO 11665. L’équipement doit être conforme à l’IEC 61577-1, à l’IEC 61577-2 et à l’IEC 61577-3.
6 Prélèvement
6.1 Généralités
Le choix de la méthode de prélèvement appropriée dépend du site examiné (mines, atmosphère
extérieure, maisons, bâtiments ouverts au public, lieux de travail, etc.), de l’utilisation prévue des
données et du niveau attendu d’activité volumique du radon.
L’activité volumique du radon ainsi que l’énergie alpha potentielle volumique de ses descendants varient
considérablement dans le temps (voir Annexe A). Des variations de plusieurs ordres de grandeur
peuvent être observées en un endroit donné au cours du temps, ce qui implique que les résultats de
mesure dépendent de la durée de prélèvement (de quelques minutes à quelques heures ou même
[10]
plusieurs mois ) et de la date du prélèvement (voir Figure B.2).
L’extrapolation à partir d’une activité volumique moyenne, obtenue par un mesurage effectué
pendant une durée de prélèvement donnée à un instant donné, vers une activité volumique moyenne
représentative d’une durée de prélèvement et/ou d’un instant différent impose de connaître la variabilité
de l’activité volumique du radon pendant la période considérée. Dans certains cas, l’incertitude liée à
cette variabilité peut être tellement importante qu’une telle extrapolation est dénuée de tout sens pour
l’objectif de mesurage.
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Par conséquent, il est important de choisir une méthode, une durée et une date de prélèvement qui
soient compatibles avec l’objectif de mesurage et le niveau de précision requis. Pour ces raisons, il faut
interpréter avec précaution les résultats de mesure obtenus au cours d’une expertise d’une zone avec
un prélèvement de courte durée.
Le processus de prélèvement s’effectue selon différentes approches ou stratégies d’échantillonnage
suivant l’objectif poursuivi. Quel que soit cet objectif, il convient de choisir la stratégie d’échantillonnage
avec soin, car elle conditionne un grand nombre de décisions et peut être à l’origine d’actions
importantes et coûteuses.
Les résultats de mesure de l’activité volumique du radon et de l’énergie alpha potentielle volumique ne
peuvent être correctement interprétés que si l’échantillonnage est représentatif de l’air à caractériser.
La définition de la stratégie d’échantillonnage doit passer, dans la mesure du possible, par les étapes
suivantes:
a) l’analyse des dossiers permettant une étude historique des utilisations passées du site sur lequel a
été effectué le prélèvement;
b) la reconnaissance du site (des techniques d’investigation analytique, à l’aide de détecteurs portables
de radioactivité, peuvent être utilisées dans certains cas pour identifier les zones à étudier);
c) l’identification des voies de migration préférentielles et/ou des zones d’accumulation;
d) la visite du site en fonction de l’échantillonnage à effectuer.
La mise en œuvre de cette stratégie, qui comprend également la définition des objectifs à atteindre en
matière de qualité de données en fonction des paramètres à analyser, conduit au plan d’échantillonnage.
Le plan d’échantillonnage doit définir les opérations à effectuer telles que définies dans l’ISO/IEC 17025.
6.2 Objectif du prélèvement
Le prélèvement a pour objectif de fournir des échantillons suffisamment représentatifs pour que les
résultats de mesure soient conformes à l’objectif recherché.
6.3 Caractéristiques du prélèvement
Le prélèvement peut être actif ou passif.
Pour tous les mesurages du radon et des descendants dans l’environnement ou dans une atmosphère
confinée, le moment (date et heure), la durée et le lieu du prélèvement, qu’il soit actif ou passif, doivent
être spécifiés.
Les caractéristiques du prélèvement pour chaque méthode de mesure du radon et de ses descendants
sont décrites dans les diverses parties de l’ISO 11665.
6.4 Conditions de prélèvement
6.4.1 Installation du dispositif de prélèvement
6.4.1.1 Prélèvement à l’extérieur d’un bâtiment
À l’extérieur d’un bâtiment, la distribution des points de prélèvement doit se faire en fonction des
paramètres suivants: topographie, vents dominants, zones d’activité (urbaines, industrielles, agricoles,
domestiques) et points de rejet potentiels.
Pour être représentatif du paramètre mesuré, le prélèvement doit être effectué dans un lieu dégagé.
Tout obstacle naturel ou artificiel (à l’exception des abris contre les intempéries) doit se trouver à
l’extérieur d’un cône vertical orienté pointe en bas ayant une ouverture de 140°, le point de prélèvement
en constituant le sommet, et à l’extérieur d’une sphère de 1 m de diamètre centrée sur le point de
[11]
prélèvement (voir Figure 2). Le point de prélèvement doit se trouver entre 1 m et 2 m au-dessus de
la surface support (par exemple le sol). L’installation ne doit pas perturber l’atmosphère environnante.
Légende
1 sol
2 support
3 sphère dépourvue d’obstacles (1 m de diamètre)
4 point de prélèvement
5 protection contre les intempéries
6 cône libre d’obstacles (140°)
Figure 2 — Exemple de schéma d’implantation d’un point de prélèvement à l’extérieur
d’un bâtiment
6.4.1.2 Prélèvement à l’intérieur d’un bâtiment
À l’intérieur d’un bâtiment, le choix du nombre et de l’implantation de points de prélèvement dépend
de l’objectif du mesurage [investigation initiale (dépistage), recherche de sources radioactives,
étude de transfert des radionucléides, vérification de l’homogénéité du paramètre mesuré dans
un environnement ou recherche d’anomalies, évaluation de l’exposition de l’homme, etc.], des
caractéristiques architecturales du bâtiment (vide sanitaire, sous-sol, étage, terre battue, matériau de
construction, etc.), des caractéristiques de la pièce et également du type d’appareil de mesure utilisé
(voir ISO 11665-8).
6.4.2 Durée de prélèvement
La durée de prélèvement peut varier de quelques minutes à quelques heures ou plusieurs mois.
Du fait de la variation importante de l’activité volumique du radon, ainsi que de l’énergie alpha
potentielle volumique dans le temps et dans l’espace (voir Annexe A), la durée de prélèvement doit être
déterminée en fonction de l’objectif du mesurage (voir Tableau 1).
12 © ISO 2019 – Tous droits réservés
ISO 11665
...
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Date : 2019‐09
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Mesurage de la radioactivité dans l’environnement — Air: radon 222 — Partie 1:
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Origine du radon et de ses descendants à vie courte, et méthodes de mesure
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associées
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Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of
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radon and its short-lived decay products and associated measurement methods
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Deleted: 05‐13
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Type du document : Norme internationale
Sous‐type du document :
Stade du document : (50) Approbation
Langue du document : F
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DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne
peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique
ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans
autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci‐après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH‐1214 Vernier, Geneva, Switzerland
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Publié en Suisse
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ii
Deleted: /FDIS
Sommaire Page
Avant-propos . 4
Introduction . 5
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 9
4 Principe . 11
5 Équipement . 11
6 Prélèvement . 11
6.1 Généralités . 11
6.2 Objectif du prélèvement . 12
6.3 Caractéristiques du prélèvement . 12
6.4 Conditions de prélèvement . 12
6.4.1 Installation du dispositif de prélèvement . 12
6.4.2 Durée de prélèvement . 13
6.4.3 Volume d’air prélevé . 14
7 Détection . 14
7.1 Scintillation du sulfure de zinc activé à l’argent ZnS(Ag) . 14
7.2 Spectrométrie gamma . 14
7.3 Scintillation liquide . 14
7.4 Ionisation de l’air . 15
7.5 Semi-conducteur (détection alpha) . 15
7.6 Détecteurs solides de traces nucléaires (DSTN) . 15
7.7 Décharge d’une surface polarisée à l’intérieur d’une chambre d’ionisation . 15
8 Mesurage . 15
8.1 Méthodes . 15
8.2 Grandeurs d’influence . 16
8.3 Étalonnage . 17
8.4 Contrôle qualité . 17
9 Expression des résultats . 17
10 Rapport d’essai . 17
Annexe A (informative) Radon et ses descendants — Informations générales . 19
Annexe B (informative) Exemple de résultats de mesure ponctuelle, intégrée et en continu
de l’activité volumique du radon 222. 29
Annexe C (informative) Exemple de rapport d’essai . 31
Bibliographie . 32
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iii
Deleted: /FDIS
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). Deleted: 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).
Deleted: 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. Deleted: www.iso.org/iso/fr/avant‐propos
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous‐comité SC 2, Radioprotection.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11665‐1:2012), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— l’Introduction a été mise à jour;
— en A.2.4, des détails ont été ajoutés pour tenir compte de la variation des activités volumiques du
radon ans le temps et dans l’espace dans les bâtiments;
— la Bibliographie a été mise à jour.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11665 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. Deleted: www.iso.org/fr/members.html
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iv
Deleted: /FDIS
Introduction
Les isotopes 222, 219 et 220 du radon sont des gaz radioactifs produits par la désintégration des
isotopes 226, 223 et 224 du radium, lesquels sont respectivement des descendants de l’uranium 238, de
l’uranium 235 et du thorium 232, et sont tous présents dans l’écorce terrestre (voir Annexe A pour plus
d’informations). Des éléments solides, eux aussi radioactifs, suivis par du plomb stable, sont produits
[1]
par la désintégration du radon .
Lorsqu’il se désintègre, le radon émet des particules alpha et génère des descendants solides qui sont
eux aussi radioactifs (par exemple 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
[2][3][4][5]
broncho‐pulmonaire à différentes profondeurs, suivant leur taille .
Le radon est aujourd’hui considéré comme la principale source d’exposition de l’homme au
[6]
rayonnement naturel. L’UNSCEAR suggère qu’au niveau mondial, le radon intervient pour environ
52 % de 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 (voir Annexe A). Pour cette raison, les références au radon dans le
présent document désignent 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 et à ses descendants varie considérablement d’un lieu à l’autre. Elle dépend de la
quantité de radon émise par le sol et des matériaux de construction en ces lieux, des conditions
météorologiques et du degré de confinement dans les lieux où sont exposées les personnes.
Comme le radon a tendance à se concentrer dans les espaces clos tels que les maisons, la majeure partie
de l’exposition de la population provient du radon présent dans l’atmosphère intérieure des bâtiments.
Le gaz issu du sol est considéré comme la source la plus importante de radon résidentiel via des voies
d’infiltration. D’autres sources sont décrites dans d’autres parties de l’ISO 11665 et dans la série
[58]
ISO 13164 pour l’eau .
Le radon pénètre dans les bâtiments par un mécanisme de diffusion dû à la différence permanente
entre l’activité volumique du radon dans le sol sous‐jacent et celle existant à l’intérieur du bâtiment, et
par un mécanisme de convection généré par intermittence par une différence de pression entre l’air
dans le bâtiment et celui contenu dans le sol sous‐jacent. L’activité volumique du radon à l’intérieur des
bâtiments dépend de l’activité volumique du radon dans le sol sous‐jacent, de la structure du bâtiment,
des équipements (cheminée, systèmes de ventilation mécanique, entre autres), des paramètres
environnementaux du bâtiment (température, pression, etc.), mais également du mode de vie de ses
occupants.
–3
Pour limiter le risque pour les individus, un niveau de référence national de 100 Bq·m est
[5]
recommandé par l’Organisation mondiale de la santé . Lorsque cela n’est pas possible, il convient que
−3
ce niveau de référence ne dépasse pas 300 Bq·m . Cette recommandation a été entérinée par les États
membres de la Communauté européenne qui doivent établir des niveaux de référence nationaux pour
les activités volumiques du radon à l’intérieur des bâtiments. Les niveaux de référence pour l’activité
‐3[5]
volumique moyenne annuelle dans l’air ne doivent pas être supérieurs à 300 Bq·m .
Pour réduire le risque pour l’ensemble de la population, il convient de mettre en œuvre des codes du
bâtiment qui exigent des mesures de prévention du radon dans les bâtiments en construction et des
mesures d’atténuation du radon dans les bâtiments existants. Les mesurages du radon sont nécessaires,
car les codes du bâtiment ne peuvent à eux seuls garantir que les concentrations de radon sont
inférieures au niveau de référence.
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v
Deleted: /FDIS
L’ISO 11665 comprend plusieurs parties (voir Figure 1) qui traitent des aspects suivants:
— méthodes de mesure du radon 222 et de ses descendants à vie courte (voir ISO 11665‐2,
ISO 11665‐3, ISO 11665‐4, ISO 11665‐5 et ISO 11665‐6);
NOTE 1 Il existe de nombreuses méthodes de mesure de l’activité volumique et de l’énergie alpha
potentielle volumique des descendants à vie courte du radon 222. Le choix de la méthode de mesure dépend
du niveau attendu de concentration et de l’utilisation prévue des données, telles que recherche scientifique et
[8][9]
évaluations liées à la santé .
— méthodes de mesure du flux d’exhalation du radon 222 (voir ISO 11665‐7 et ISO 11665‐9);
NOTE 2 L’ISO 11665‐7 se réfère à l’ISO 11665‐5 et à l’ISO 11665‐6.
— méthodes de mesure du radon 222 dans le sol (voir ISO 11665‐11);
— méthodologies de mesure du radon 222 dans les bâtiments (voir ISO 11665‐8);
— méthodes de mesure du coefficient de diffusion du radon 222 (voir ISO/TS 11665‐12 et
ISO/TS 11665‐13).
NOTE 3 L’ISO 11665‐8 se réfère à l’ISO 11665‐4 pour les mesurages du radon appliqués aux investigations
initiales dans les bâtiments et à l’ISO 11665‐5, à l’ISO 11665‐6 et à l’ISO 11665‐7 pour les mesurages
appliqués aux investigations complémentaires.
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vi
Deleted: /FDIS
Deleted:
Formatted: Font:
Figure 1 — Structure de la série ISO 11665
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vii
Deleted: PROJET FINAL DE
NORME INTERNATIONALE ISO 11665-1:2019(F)
Deleted: /FDIS
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
1 Domaine d’application
Le présent document présente les recommandations pour le mesurage de l’activité volumique du
radon 222 et de l’énergie alpha potentielle volumique de ses descendants à vie courte dans l’air.
Les méthodes de mesure se divisent en trois catégories:
a) méthodes de mesure ponctuelle;
b) méthodes de mesure en continu;
c) méthodes de mesure intégrée.
Le présent document fournit plusieurs méthodes couramment utilisées pour le mesurage du radon 222
et de ses descendants à vie courte dans l’air.
Le présent document fournit également des recommandations relatives à la détermination de
l’incertitude relative aux méthodes de mesure décrites dans ses diverses parties.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais
IEC 61577‐1, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des
descendants du radon — Partie 1: Règles générales
IEC 61577‐2, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des
descendants du radon — Partie 2: Exigences spécifiques pour les instruments de mesure du Rn et du Deleted: concernant
Rn
Deleted: radon
IEC 61577‐3, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des
descendants du radon — Partie 3: Exigences spécifiques concernant les instruments de mesure des
descendants du radon
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
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Deleted: /FDIS
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http://www.iso.org/obp Deleted: http://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/ Deleted: http://www.electropedia.org/
3.1.1
prélèvement actif
se dit d’instruments utilisant des dispositifs actifs comme des pompes pour les prélèvements dans
l’atmosphère
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.22]
3.1.2
activité
taux de désintégration
nombre de désintégrations nucléaires spontanées ayant lieu dans une quantité donnée de matière
pendant un intervalle de temps raisonnablement court, divisé par cet intervalle de temps
Note 1 à l’article: L’activité, A, est exprimée par la relation donnée dans la Formule (1):
AN
où
λ est la constante de désintégration par seconde;
N est le nombre d’atomes.
Note 2 à l’article: La constante de désintégration est liée à la période radioactive par la relation:
ln 2
T
1/2
où
T est la période radioactive, en secondes.
1/2
3.1.3
activité volumique
activité par unité de volume
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.1.2]
3.1.4
fraction attachée
fraction de l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte attachés à l’aérosol Deleted: la
ambiant
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.15, modifiée]
Note 1 à l’article: La taille de l’aérosol porteur, auquel sont attachés la majorité des descendants à vie courte, est
généralement comprise entre 0,1 μm et 0,3 μm.
3.1.5
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Deleted: /FDIS
activité volumique moyenne
exposition à l’activité volumique divisée par la durée de prélèvement
3.1.6
énergie alpha potentielle volumique moyenne
exposition à l’énergie alpha potentielle volumique divisée par la durée de prélèvement
3.1.7
bruit de fond
signaux provoqués par des phénomènes autres que le rayonnement à détecter
Note 1 à l’article: Il est possible de faire la distinction entre les signaux provoqués par le rayonnement provenant
de sources à l’intérieur ou à l’extérieur du détecteur autres que ceux visés par les mesurages et les signaux
provoqués par des défauts dans les circuits électroniques du système de détection et leur alimentation électrique.
3.1.8
mesurage en continu
mesurage obtenu par un prélèvement continu d’un échantillon (ou par pas d’intégration généralement
de 1 min à 120 min) et une analyse simultanée ou en léger différé
Note 1 à l’article: Afin de suivre l’évolution temporelle de l’activité volumique du radon, la durée de prélèvement
doit être adaptée à la dynamique du phénomène étudié.
Note 2 à l’article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.9
longueur de diffusion
distance parcourue par un atome sous l’effet des forces de diffusion, avant sa désintégration
Note 1 à l’article: La longueur de diffusion, l, est exprimée par la relation donnée dans la Formule (3):
D 2
l
où
D est le coefficient de diffusion, en mètres carrés par seconde;
λ est la constante de désintégration par seconde.
3.1.10
facteur d’équilibre
rapport entre l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du radon dans un
volume d’air donné et l’énergie alpha potentielle volumique de ces descendants s’ils étaient à l’équilibre
radioactif avec le radon dans le même volume d’air
Note 1 à l’article: Les descendants à vie courte du Rn présents dans une atmosphère sont très rarement à
l’équilibre radioactif avec leur père (par exemple par suite de leur piégeage sur les parois ou leur élimination par
un système de renouvellement de l’air) et le facteur d’équilibre est utilisé pour qualifier cet état de «déséquilibre».
Note 2 à l’article: Le facteur d’équilibre est compris entre 0 et 1. Dans les bâtiments, le facteur d’équilibre varie
[4][6]
généralement entre 0,1 et 0,9, avec une valeur moyenne égale à 0,4 .
Note 3 à l’article: Le facteur d’équilibre, F , est exprimé par la Formule (4):
eq
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Deleted: /FDIS
E
PAEC,222
Rn
F =
eq
‐9
5,5710 C
Rn
où
est l’énergie alpha potentielle volumique du Rn, en joules par mètre cube;
E
PAEC,222
Rn
‐9 est l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du Rn pour 1 Bq de
5,57×10
Rn en équilibre avec ses descendants à vie courte, en joules par becquerel;
est l’activité volumique du Rn, en becquerels par mètre cube.
C
Rn
3.1.11
prélèvement ponctuel
prélèvement d’un échantillon (par exemple de l’air contenant du radon ou des particules d’aérosols) sur
une période de temps considérée comme courte comparée aux fluctuations de la grandeur étudiées (par
exemple l’activité volumique de l’air)
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.18]
3.1.12
valeur de référence
valeur qui correspond aux exigences scientifiques, juridiques ou autres en matière de capacité de
détection et qui est censée être évaluée par le mode opératoire de mesure par comparaison avec la
limite de détection
Note 1 à l’article: La valeur de référence peut être donnée, par exemple sous la forme d’une activité, d’une activité
spécifique ou d’une activité volumique, d’une activité surfacique ou d’un débit de dose.
Note 2 à l’article: La comparaison de la limite de détection avec une valeur de référence permet de déterminer si le
mode opératoire de mesure satisfait ou non aux exigences énoncées par la valeur de référence et permet de
garantir qu’elle est adaptée à l’objectif du mesurage prévu. Le mode opératoire de mesure satisfait à l’exigence si
la limite de détection est inférieure à la valeur de référence.
Note 3 à l’article: La valeur de référence ne doit pas être confondue avec d’autres valeurs stipulées comme
demandes de conformité ou comme limites réglementaires.
[SOURCE: ISO 11929:2019, 3.18]
3.1.13
mesurage intégré
mesurage effectué par prélèvement continu d’un volume d’air, une accumulation au cours du temps de
grandeurs physiques (nombre de traces nucléaires, nombre de charges électriques, etc.) liées à la
désintégration du radon et/ou de ses descendants, puis une analyse à l’issue de la période
d’accumulation
Note 1 à l’article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.14
mesurage de longue durée
mesurage fondé sur un échantillon d’air prélevé sur une période supérieure à un mois
3.1.15
mesurande
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Deleted: /FDIS
grandeur que l’on veut mesurer
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 2.3]
3.1.16
système de mesure
ensemble d’un ou plusieurs instruments de mesure et souvent d’autres dispositifs, comprenant si
nécessaire réactifs et alimentations, assemblés et adaptés pour fournir des informations destinées à
obtenir des valeurs mesurées dans des intervalles spécifiés pour des grandeurs de natures spécifiées
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 3.2]
3.1.17
prélèvement passif
prélèvement n’utilisant pas de dispositifs actifs comme des pompes pour prélever dans l’atmosphère,
dans la plupart des instruments, le prélèvement s’effectue essentiellement par diffusion
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.21 modifiée]
3.1.18
énergie alpha potentielle des descendants à vie courte du radon
énergie alpha totale émise pendant la désintégration des atomes des descendants du radon le long de la
210 222
chaîne jusqu’au Pb pour la chaîne de désintégration du Rn
Note 1 à l’article: L’énergie alpha potentielle des descendants à vie courte du Rn, E , est exprimée par
PAE,222
Rn
la Formule (5):
EE+ N
AE,218 AE,214 218
Po Po Po
E =
PAE,222
Rn
++ENN+E N
AE,214 214 214 AE,214 214
Po Pb Bi Po Po
où
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,218
Po
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,214
Po
est le nombre d’atomes de Po;
N
Po
est le nombre d’atomes de Pb;
N
Pb
est le nombre d’atomes de Bi;
N
Bi
est le nombre d’atomes de Po.
N
Po
Note 2 à l’article: L’énergie alpha potentielle totale émise pendant la désintégration des atomes des descendants à
208 220
vie courte du radon le long de la chaîne jusqu’au Pb pour la chaîne de désintégration du Rn est exprimée par
la Formule (6):
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Deleted: /FDIS
EE+0,36+0,64E N
AE,216 AE,212 AE,212 216
Po Bi Po Po
E =
PAE,220
Rn
+ 0,36EE+0,64 N +N +EN
AE,212 AE,212 212 212 AE,212 212
Bi Po Pb Bi Po Po
où
est l’énergie alpha potentielle du Rn, en joules;
E
PAE,220
Rn
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,216
Po
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Bi, en joules;
E
AE,212
Bi
est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;
E
AE,212
Po
est le nombre d’atomes de Pb;
N
Pb
est le nombre d’atomes de Bi;
N
Bi
est le nombre d’atomes de Po.
N
Po
3.1.19
énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du radon
concentration dans l’air d’un mélange quelconque de descendants à vie courte du radon se désintégrant
210 208
jusqu’au Pb ou au Pb, exprimée en énergie alpha émise au cours de ces désintégrations
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.2, modifiée]
Note 1 à l’article: L’énergie alpha potentielle volumique du nucléide i, E , est exprimée par la Formule (7):
PAEC,i
E
PAE,i
E =
PAEC,i
V
où
est énergie alpha potentielle du nucléide i, en joules;
E
PAE,i
V est le volume échantillonné, en mètres cubes.
3.1.20
exposition à l’énergie alpha potentielle volumique moyenne
intégrale dans le temps de l’énergie alpha potentielle volumique cumulée pendant la durée d’exposition
Note 1 à l’article: L’exposition à l’énergie alpha potentielle volumique, X , est exprimée par la Formule (8):
PAEC
t
X=dEt
PAEC PAEC
où
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est l’énergie alpha potentielle volumique, en joules par mètre cube;
E
PAEC
t est la durée d’échantillonnage, en secondes.
3.1.21
étalon primaire
étalon qui est désigné ou largement reconnu comme présentant les plus hautes qualités métrologiques
et dont la valeur est établie sans se référer à d’autres étalons de la même grandeur
Note 1 à l’article: Le concept d’étalon primaire est valable aussi bien pour les grandeurs de base que pour les
grandeurs dérivées.
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.1.3]
3.1.22
équilibre radioactif du radon 222 avec ses descendants à vie courte
situation dans laquelle les activités de chaque radionucléide (radon et de ses descendants à vie courte)
sont égales
Note 1 à l’article: En équilibre radioactif, l’activité de chaque descendant à vie courte décroît dans le temps comme
l’activité du radon.
3.1.23
émanation du radon
mécanisme par lequel un atome de radon quitte le grain individuel de matériau solide dans lequel il a
été formé et arrive dans l’espace libre des pores
3.1.24
exhalation du radon
mécanisme par lequel un atome de radon produit par émanation et transporté (diffusion ou convection)
vers la surface du matériau est libéré du matériau dans le milieu environnant (air)
3.1.25
flux d’exhalation du radon
valeur de l’activité volumique des atomes de radon qui quittent un matériau par unité de temps
Note 1 à l’article: Le flux d’exhalation du radon sous des conditions telles que l’activité volumique du radon à la
surface du matériau est égale à zéro est appelé flux d’exhalation du radon libre.
Note 2 à l’article: Le flux d’exhalation du radon libre est défini approximativement par le flux d’exhalation du
radon si l’activité du radon à la surface du matériau a une valeur suffisamment faible.
3.1.26
flux surfacique d’exhalation du radon
valeur de l’activité volumique des atomes de radon qui quittent un matériau par unité de surface du
matériau par unité de temps
3.1.27
flux massique d’exhalation du radon
valeur de l’activité volumique des atomes de radon qui quittent un matériau par unité de masse du
matériau par unité de temps
3.1.28
exposition au radon
intégrale dans le temps de l’activité volumique du radon cumulée pendant la durée d’exposition
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Deleted: /FDIS
Note 1 à l’article: L’exposition au radon, X, est exprimée par la Formule (9):
t
X=dCt
où
C est l’activité volumique, en becquerels par mètre cube;
t est la durée d’échantillonnage, en secondes.
3.1.29
atmosphère de référence
atmosphère dans laquelle les paramètres d’influence (aérosols, radioactivité, conditions climatiques,
etc.) sont suffisamment bien connus ou contrôlés pour permettre son utilisation un mode opératoire
d’essai d’instruments de mesure du radon ou des descendants du radon
Note 1 à l’article: Les valeurs des paramètres concernés doivent être traçables à des étalons reconnus.
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.26 modifiée – La dernière phrase de la définition a été modifiée en
Note 1 à l’article]
3.1.30
source de référence
source radioactive étalon secondaire utilisée pour étalonner les appareils de mesure
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.25]
3.1.31
durée de prélèvement
intervalle de temps pendant lequel est effectué le prélèvement à un point donné
3.1.32
plan d’échantillonnage
protocole précis qui, d’après l’application des principes de la stratégie adoptée, définit les dimensions
spatiales et temporelles de l’échantillonnage, la fréquence, le nombre d’échantillons, les quantités
prélevées, etc., ainsi que les ressources humaines nécessaires à l’opération de prélèvement
Note 1 à l’article: Voir ISO/IEC 17025:2017, 7.3, pour plus d’informations.
Deleted: 2005, 5.
3.1.33
stratégie d’échantillonnage
ensemble d’options techniques visant à résoudre, en fonction des objectifs et du site considérés, les
deux principales questions que sont la densité d’échantillonnage et la répartition spatiale des zones de
prélèvement
Note 1 à l’article: La stratégie d’échantillonnage fournit l’ensemble des options techniques qui sont exigées dans le
plan d’échantillonnage.
3.1.34
capteur
élément d’un système de mesure qui est directement soumis à l’action d’un phénomène, du corps ou de
la substance portant la grandeur à mesurer
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Deleted: /FDIS
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 3.8]
Note 1 à l’article: Le terme détecteur peut également être utilisé dans ce contexte.
3.1.35
descendants à vie courte
radionucléides ayant une période inférieure à 1 h issus de la désintégration du radon 222 ( Rn):
218 214 214 214
polonium 218 ( Po), plomb 214 ( Pb), bismuth 214 ( Bi) et polonium 214 ( Po)
Note 1 à l’article: Voir Figure A.1.
Note 2 à l’article: Les descendants issus de la désintégration du radon 220 tels que le polonium 216 ( Po), le
212 212 212 208
plomb 212 ( Pb), le bismuth 212 ( Bi), le polonium 212 ( Po) et le thallium 208 ( Tl) peuvent interférer
avec le mesurage du radon 222 (voir Figure A.2).
3.1.36
mesurage de courte durée
mesurage fondé sur un échantillon d’air prélevé sur une période comparable à la durée de la période du
radon
3.1.37
mesurage ponctuel
mesurage fondé sur un prélèvement ponctuel effectué sur une durée inférieure à 1 h, en un point donné
dans l’espace, conjointement avec une analyse (par exemple comptage) effectuée simultanément ou
après un délai donné
Note 1 à l’article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.38
fraction libre de l’ E
PAEC,222
Rn
fraction de l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte non attachés à l’aérosol
ambiant
Note 1 à l’article: La taille des particules concernées est de l’ordre du nanomètre.
220 212
Note 2 à l’article: Dans le cas du Rn, la période relativement longue du Pb peut conduire dans certains cas à la
220 212
disparition complète du Rn avant le Bi. Il est alors impossible de définir la fraction libre des descendants du
radon 220.
[SOURCE: IEC 61577‐1:2006, 3.2.14]
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s’appliquent:
A activité du nucléide i, en becquerels
i
C activité volumique du nucléide i, en becquerels par mètre cube
i
activité volumique moyenne du nucléide i, en becquerels par mètre cube
C
i
D coefficient de diffusion, en mètres carrés par seconde
énergie de la particule alpha produite par la désintégration du nucléide i, en joules
E
AE,i
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Deleted: /FDIS
énergie alpha potentielle du nucléide i, en joules
E
PAE,i
énergie alpha potentielle volumique du nucléide i, en joules par mètre cube
E
PAEC,i
énergie alpha potentielle moyenne du nucléide i, en joules
E
PAE,i
énergie alpha potentielle volumique moyenne du nucléide i, en joules par mètre cube
E
PAEC,i
facteur d’équilibre (sans dimension)
F
eq
l longueur de diffusion, en mètres
nombre d’atomes du nucléide i
N
i
période radioactive du nucléide i, en secondes
T
1/2,i
t
durée de prélèvement, en secondes
U
incertitude élargie calculée par U=ku avec k=2
incertitude‐type associée au résultat du mesurage
u
V volume prélevé, en mètre cube
X exposition au radon, en becquerels heures par mètre cube
X exposition à l’énergie alpha potentielle volumique, en joules heures par mètre cube
PAEC
Y
résultat du mesurage primaire du mesurande
*
seuil de décision du mesurande
y
#
limite de détection du mesurande
y
limite basse de l’intervalle de confiance du mesurande
y
limite haute de l’intervalle de confiance du mesurande
y
flux d’exhalation, en becquerels par mètre carré par seconde
flux d’exhalation libre, en becquerels par mètre carré par seconde
f
flux massique d’exhalation, en becquerels par mètre carré par seconde
m
flux surfacique d’exhalation, en becquerels par mètre carré par seconde
s
constante de désintégration du nucléide i, par seconde
i
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Deleted: /FDIS
4 Principe
Les méthodes de mesure présentées dans le présent document sont fondées sur les éléments suivants:
a) le prélèvement d’un volume d’air représentatif de l’atmosphère à étudier;
b) la détection des rayonnements émis par les désintégrations radioactives successives des isotopes
du radon et de leurs descendants.
NOTE Des exemples de résultats de mesure de l’activité volumique du radon sont donnés dans l’Annexe B.
5 Équipement
L’équipement est spécifique aux différentes méthodes de mesure et il est décrit dans les diverses
parties de l’ISO 11665. L’équipement doit être conforme à l’IEC 61577‐1, à l’IEC 61577‐2 et à
l’IEC 61577‐3.
6 Prélèvement
6.1 Généralités
Le choix de la méthode de prélèvement appropriée dépend du site examiné (mines, atmosphère
extérieure, maisons, bâtiments ouverts au public, lieux de travail, etc.), de l’utilisation prévue des
données et du niveau attendu d’activité volumique du radon.
L’activité volumique du radon ainsi que l’énergie alpha potentielle volumique de ses descendants
varient considérablement dans le temps (voir Annexe A). Des variations de plusieurs ordres de
grandeur peuvent être observées en un endroit donné au cours du temps, ce qui implique que les
résultats de mesure dépendent de la durée de prélèvement (de quelques minutes à quelques heures ou
[10]
même plusieurs mois ) et de la date du prélèvement (voir Figure B.2).
L’extrapolation à partir d’une activité volumique moyenne, obtenue par un mesurage effectué pendant
une durée de prélèvement donnée à un instant donné, vers une activité volumique moyenne
représentative d’une durée de prélèvement et/ou d’un instant différent impose de connaître la
variabilité de l’activité volumique du radon pendant la période considérée. Dans certains cas,
l’incertitude liée à cette variabilité peut être tellement importante qu’une telle extrapolation est dénuée
de tout sens pour l’objectif de mesurage.
Par conséquent, il est important de choisir une méthode, une durée et une date de prélèvement qui
soient compatibles avec l’objectif de mesurage et le niveau de précision requis. Pour ces raisons, il faut
interpréter avec précaution les résultats de mesure obtenus au cours d’une expertise d’une zone avec
un prélèvement de courte durée.
Le processus de prélèvement s’effectue selon différentes approches ou stratégies d’échantillonnage
suivant l’objectif poursuivi. Quel que soit cet objectif, il convient de choisir la stratégie d’échantillonnage
avec soin, car elle conditionne un grand nombre de décisions et peut être à l’origine d’actions
importantes et coûteuses.
Les résultats de mesure de l’activité volumique du radon et de l’énergie alpha potentielle volumique ne
peuvent être correctement interprétés que si l’échantillonnage est représentatif de l’air à caractériser.
La définition de la stratégie d’échantillonnage doit passer, dans la mesure du possible, par les étapes
suivantes:
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a) l’analyse des dossiers permettant une étude historique des utilisations passées du site sur lequel a
été effectué le prélèvement;
b) la reconnaissance du site (des techniques d’investigation analytique, à l’aide de détecteurs
portables de radioactivité, peuvent être utilisées dans certains cas pour identifier les zones à
étudier);
c) l’identification des voies de migration préférentielles et/ou des zones d’accumulation;
d) la visite du site en fonction de l’échantillonnage à effectuer.
La mise en œuvre de cette stratégie, qui comprend également la définition des objectifs à atteindre en
matière de qualité de données en fonction des paramètres à analyser, conduit au plan
d’échantillonnage.
Le plan d’échantillonnage doit définir les opérations à effectuer telles que définies dans
l’ISO/IEC 17025.
6.2 Objectif du prélèvement
Le prélèvement a pour objectif de fournir des échantillons suffisamment représentatifs pour que les
résultats de mesure soient conformes à l’objectif recherché.
6.3 Caractéristiques du prélèvement
Le prélèvement peut être actif ou passif.
Pour tous les mesurages du radon et des descendants dans l’environnement ou dans une atmosphère
confinée, le moment (date et heure), la durée et le lieu du prélèvement, qu’il soit actif ou passif, doivent
être spécifiés.
Les caractéristiques du prélèvement pour chaque méthode de mesure du radon et de ses descendants
sont décrites dans les diverses parties de l’ISO 11665.
6.4 Conditions de prélèvement
6.4.1 Installation du dispositif de prélèvement
6.4.1.1 Prélèvement à l’extérieur d’un bâtiment
À l’extérieur d’un bâtiment, la distribution des points de prélèvement doit se faire en fonction des
paramètres suivants: topographie, vents dominants, zones d’activité (urbaines, industrielles, agricoles,
domestiques) et points de rejet potentiels.
Pour être représentatif du paramètre mesuré, le prélèvement doit être effectué dans un lieu dégagé.
Tout obstacle naturel ou artificiel (à l’exception des abris contre les intempéries) doit se trouver à
l’extérieur d’un cône vertical orienté pointe en bas ayant une ouverture de 140°, le point de
prélèvement en constituant le sommet, et à l’extérieur d’une sphère de 1 m de diamètre centrée sur le
[11]
point de prélèvement (voir Figure 2). Le point de prélèvement doit se trouver entre 1 m et 2 m au‐
dessus de la surface support (par exemple le sol). L’installation ne doit pas perturber l’atmosphère
environnante.
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Légende
1 sol
2 support
3 sphère dépourvue d’obstacles (1 m de diamètre)
4 point de prélèvement
5 protection contre les intempéries
6 cône libre d’obstacles (140°)
Figure 2 — Exemple de schéma d’implantation d’un point de prélèvement à l’extérieur
d’un bâtiment
6.4.1.2 Prélèvement à l’intérieur d’un bâtiment
À l’intérieur d’un bâtiment, le choix du nombre et de l’implantation de points de prélèvement dépend de
l’objectif du mesurage [investigation initiale (dépistage), recherche de sources radioactives, étude de
transfert des radionucléides, vérification de l’homogénéité du paramètre mesuré dans un
environnement ou recherche d’anomalies, évaluation de l’exposition de l’homme, etc.],
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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