ISO 20785-2:2020

Dosimetry for exposures to cosmic radiation in civilian aircraft — Part 2: Characterization of instrument response

This document specifies methods and procedures for characterizing the responses of devices used for the determination of ambient dose equivalent for the evaluation of exposure to cosmic radiation in civilian aircraft. The methods and procedures are intended to be understood as minimum requirements.

Dosimétrie pour l'exposition au rayonnement cosmique à bord d'un avion civil — Partie 2: Caractérisation de la réponse des instruments

Le présent document spécifie les méthodes et les modes opératoires permettant de caractériser les réponses des dispositifs utilisés pour déterminer l'équivalent de dose ambiant en vue de l'évaluation de l'exposition au rayonnement cosmique à bord d'un avion. Les méthodes et les modes opératoires doivent être considérés comme des exigences minimales.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 12-Jul-2020
• ICS: 13.280 - Radiation protection
• ICS: 49.020 - Aircraft and space vehicles in general
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 2/WG 21 - Dosimetry for exposures to cosmic radiation in civilian aircraft
• Current Stage: 9020 - International Standard under periodical review
• Start Date: 15-Jul-2025
• Completion Date: 15-Jul-2025

Relations

• Consolidates: ISO 15115:2019 - Leather — Vocabulary
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revises: ISO 20785-2:2011 - Dosimetry for exposures to cosmic radiation in civilian aircraft — Part 2: Characterization of instrument response
• Effective Date: 09-Jun-2018

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20785-2
Second edition
2020-07
Dosimetry for exposures to cosmic
radiation in civilian aircraft —
Part 2:
Characterization of instrument
response
Dosimétrie pour l'exposition au rayonnement cosmique à bord d'un
avion civil —
Partie 2: Caractérisation de la réponse des instruments
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General terms . 1
3.2 Terms related to quantities and units . 5
3.3 Atmospheric radiation field . 7
4 General considerations . 8
4.1 The cosmic radiation field in the atmosphere . 8
4.2 General considerations for the dosimetry of the cosmic radiation field in aircraft
and requirements for the characterization of instrument response . 9
4.3 General considerations for measurements at aviation altitudes .10
5 Calibration fields and procedures .12
5.1 General considerations .12
5.2 Characterization of an instrument .14
5.2.1 Determination of the dosimetric characteristics of an instrument .14
5.2.2 Reference radiation fields .16
5.2.3 Scattered radiation . .16
5.2.4 Effect of other types of radiation .16
5.2.5 Requirements for characterization in non-reference conditions .17
5.2.6 Use of numerical simulations .17
5.3 Instrument-related software .17
5.3.1 Software development procedures .17
5.3.2 Software testing .18
5.3.3 Data analysis using spreadsheets .18
6 Uncertainties .18
7 Remarks on performance tests .18
Annex A (informative) Representative particle fluence energy distributions for the cosmic
radiation field at flight altitudes for solar minimum and maximum conditions and
for minimum and maximum vertical cut-off rigidity .19
Annex B (informative) Radiation fields recommended for use in calibrations .25
Annex C (informative) Comparison measurements .29
Annex D (informative) Charged-particle irradiation facilities .31
Bibliography .32
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 meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies,
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiation protection.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 20785-2:2011), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
— revision of the definitions of the terms;
— updated references.
A list of all the parts in the ISO 20785 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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Introduction
Aircraft crews are exposed to elevated levels of cosmic radiation of galactic and solar origin and
secondary radiation produced in the atmosphere, the aircraft structure and its contents. Following
[1]
recommendations of the International Commission on Radiological Protection in Publication 60 ,
[2]
confirmed by Publication 103 , the European Union (EU) introduced a revised Basic Safety Standards
[3] [4]
Directive and International Atomic Energy Agency (IAEA) issued a revised Basic Safety Standards.
Those standards included exposure to natural sources of ionizing radiation, including cosmic radiation,
as occupational exposure. The EU Directive requires account to be taken of the exposure of aircraft crew
liable to receive more than 1 mSv per year. It then identifies the following four protection measures:
a) to assess the exposure of the crew concerned;
b) to take into account the assessed exposure when organizing working schedules with a view to
reducing the doses of highly exposed crew;
c) to inform the workers concerned of the health risks their work involves; and
d) to apply the same special protection during pregnancy to female crew in respect of the “child to be
born” as to other female workers.
The EU Council Directive has already been incorporated into laws and regulations of EU member
states and is being included in the aviation safety standards and procedures of the European Air Safety
Agency. Other countries, such as Canada and Japan, have issued advisories to their airline industries to
manage aircraft crew exposure.
For regulatory and legislative purposes, the radiation protection quantities of interest are the
equivalent dose (to the foetus) and the effective dose. The cosmic radiation exposure of the body is
essentially uniform, and the maternal abdomen provides no effective shielding to the foetus. As a result,
the magnitude of equivalent dose to the foetus can be put equal to that of the effective dose received
by the mother. Doses on board aircraft are generally predictable, and events comparable to unplanned
exposure in other radiological workplaces cannot normally occur (with the rare exceptions of extremely
intense and energetic solar particle events). Personal dosimeters for routine use are not considered
necessary. The preferred approach for the assessment of doses of aircraft crew, where necessary, is to
calculate directly the effective dose per unit time, as a function of geographic location, altitude and solar
cycle phase, and to combine these values with flight and staff roster information to obtain estimates of
[5] [6]
effective doses for individuals. This approach is supported by the ICRP in Publications 75 and 132
and in guidance from the European Commission.
The role of calculations in this procedure is unique in routine radiation protection, and it is widely
[7]
accepted that the calculated doses should be validated by measurement . Effective dose is not directly
measurable. The operational quantity of interest is the ambient dose equivalent, H*(10). In order to
validate the assessed doses obtained in terms of effective dose, calculations can be made of ambient
dose equivalent rates or route doses in terms of ambient dose equivalent, and values of this quantity
determined by measurements traceable to national standards and taking instrument responses and
related uncertainties properly into account. The validation of calculations of ambient dose equivalent
for a particular calculation method may be taken as a validation of the calculation of effective dose by
the same computer code, but this step in the process might need to be confirmed. The alternative is to
establish, a priori, that the operational quantity ambient dose equivalent is a good estimator of effective
dose and equivalent dose to the foetus for the radiation fields being considered, in the same way that
the use of the operational quantity personal dose equivalent is justified for the estimation of effective
dose for ground-based radiation workers.
The radiation field in aircraft at altitude is complex, with many types of ionizing radiation present,
with energies ranging up to many GeV. The instrument response to particles and energies of the
atmospheric radiation field that are not covered by reference fields are carefully taken into account in
the evaluation of measurement results. While, in many cases, the methods used for the determination
of ambient dose equivalent in aircraft are similar to those used at high-energy accelerators in
research laboratories. Therefore, it is possible to recommend dosimetric methods and methods for
------------------
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 20785-2
Deuxième édition
2020-07
Dosimétrie pour l'exposition au
rayonnement cosmique à bord d'un
avion civil —
Partie 2:
Caractérisation de la réponse des
instruments
Dosimetry for exposures to cosmic radiation in civilian aircraft —
Part 2: Characterization of instrument response
Numéro de référence
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ISO 2020
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Termes généraux . 1
3.2 Termes apparentés aux grandeurs et aux unités . 5
3.3 Champ de rayonnement atmosphérique . 7
4 Considérations générales . 8
4.1 Champ de rayonnement cosmique dans l’atmosphère . 8
4.2 Aspects généraux à considérer pour la dosimétrie du rayonnement cosmique
à bord d’un avion et exigences relatives à la caractérisation de la réponse des
instruments .10
4.3 Considérations générales concernant les mesurages aux altitudes de vol des avions .11
5 Champs et modes opératoires d’étalonnage .12
5.1 Considérations générales .12
5.2 Caractérisation d’un instrument.15
5.2.1 Détermination des caractéristiques dosimétriques d’un instrument.15
5.2.2 Champs de rayonnement de référence .16
5.2.3 Rayonnement diffusé .17
5.2.4 Effet des autres types de rayonnement .17
5.2.5 Exigences relatives à la caractérisation dans des conditions différentes
des conditions de référence .17
5.2.6 Utilisation de simulations numériques .18
5.3 Logiciels associés aux instruments .18
5.3.1 Modes opératoires de développement des logiciels .18
5.3.2 Essais logiciels .19
5.3.3 Analyse des données dans des feuilles de calcul .19
6 Incertitudes.19
7 Remarques concernant les essais de performances .19
Annexe A (informative) Distributions en énergie représentatives de la fluence de particules
pour le rayonnement cosmique à des altitudes de vol d’avion dans les conditions
de période d’activité solaire minimale et maximale et pour la coupure de rigidité
géomagnétique verticale minimale et maximale .20
Annexe B (informative) Champs de rayonnement recommandés pour les étalonnages .26
Annexe C (informative) Mesurages comparatifs .30
Annexe D (informative) Installations d’irradiation de particules chargées.32
Bibliographie .33
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette deuxième édition annule et remplace la première (ISO 20785-2:2011), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes :
— révision des termes et définitions ;
— mise à jour des références.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 20785 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés

Introduction
Le personnel navigant est exposé à des niveaux élevés de rayonnement cosmique d’origine galactique
et solaire, ainsi qu’au rayonnement secondaire produit dans l’atmosphère, dans la structure de
l’avion et son contenu. Suivant les recommandations de la Commission internationale de protection
[1] [2]
radiologique (CIPR) dans la Publication 60 , confirmées par la Publication 103 , l’Union
[3]
européenne (UE) a établi la révision d’une Directive relative aux normes de sécurité de base et
[4]
l’Agence internationale de l’énergie atomique (IAEA) a publié une version révisée des normes de
sécurité de base. Ces normes classaient parmi les expositions professionnelles le cas de l’exposition
aux sources naturelles de rayonnements ionisants, y compris le rayonnement cosmique. Cette Directive
de l’UE exige de prendre en compte l’exposition du personnel navigant susceptible de recevoir plus de
1 mSv par an. Elle identifie ensuite les quatre mesures de protection suivantes :
a) évaluer l’exposition du personnel concerné ;
b) prendre en compte l’exposition évaluée lors de l’organisation des programmes de travail, en vue de
réduire les doses du personnel navigant le plus fortement exposé ;
c) informer les travailleurs concernés sur les risques pour la santé que leur travail implique ; et
d) appliquer les mêmes règles de protection spécifiques en cas de grossesse pour le personnel navigant
féminin, eu égard à « l’enfant à naître », que pour tout autre travailleur exposé de sexe féminin.
La Directive du Conseil de l’UE a déjà été intégrée aux lois et réglementations des états membres de l’UE
ainsi que dans les normes et modes opératoires de sécurité de l’aviation de l’Agence européenne pour
la sécurité aérienne (European Air Safety Agency). D’autres pays tels que le Canada et le Japon ont émis
des règles ou des recommandations à l’attention de leurs compagnies aériennes pour gérer la question
de l’exposition du personnel navigant.
Les grandeurs de protection concernées, dans un cadre réglementaire et législatif, sont la dose
équivalente (au fœtus) et la dose efficace. L’exposition de l’organisme au rayonnement cosmique est
globalement uniforme et l’abdomen maternel ne fournit aucune protection particulière au fœtus.
Ainsi, la dose équivalente au fœtus peut être considérée comme égale à la dose efficace reçue par la
mère. Les doses liées à l’exposition à bord des avions sont généralement prévisibles, et des événements
comparables à des expositions non prévues à d’autres postes de travail sous rayonnement ne peuvent
pas habituellement se produire (à l’exception rare des éruptions solaires extrêmement intenses
produisant des particules solaires très énergétiques). Le recours à des dosimètres individuels pour un
usage de routine n’est pas considéré comme nécessaire. L’approche préférée pour l’évaluation des doses
reçues par le personnel navigant, si nécessaire, consiste à calculer directement la dose efficace par
unité de temps, en fonction des coordonnées géographiques, de l’altitude et de la phase du cycle solaire,
et à combiner ces valeurs avec les informations concernant le vol et le tableau de service du personnel,
afin d’obtenir des estimations des doses efficaces pour les individus. Cette approche est recommandée
[5] [6]
par la CIPR dans les Publications 75 et 132 et dans la directive de la Commission européenne.
Le rôle des calculs dans ce mode opératoire est unique par rapport aux méthodes d’évaluation
habituellement utilisées en radioprotection et il est largement admis qu’il convient de valider les doses
[7]
calculées par mesurage . La dose efficace n’est pas directement mesurable. La grandeur opérationnelle
utilisée est l’équivalent de dose ambiant, H*(10). Afin de valider les doses évaluées en termes de dose
efficace, il est possible de calculer les débits d’équivalent de dose ambiant ou les doses pendant le vol,
en termes d’équivalent de dose ambiant, ainsi que les valeurs de cette grandeur déterminées par des
mesurages traçables à des étalons nationaux et en prenant correctement en compte les réponses des
instruments et les incertitudes associées. La validation des calculs de l’équivalent de dose ambiant
par une méthode de calcul particulière peut être considérée comme la validation du calcul de la
dose efficace par le même code de calcul, mais cette étape du processus d’évaluation peut nécessiter
d’êtr
...