ISO 11665-4:2020
(Main)Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 4: Integrated measurement method for determining average activity concentration using passive sampling and delayed analysis
Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 4: Integrated measurement method for determining average activity concentration using passive sampling and delayed analysis
This document describes radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling. It gives indications for determining the average activity concentration of the radon-222 in the air from measurements based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the sensors. This document covers samples taken without interruption over periods varying from a few days to one year. This measurement method is applicable to air samples with radon activity concentrations greater than 5 Bq/m3.
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 — Partie 4: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de l'activité volumique moyenne du radon avec un prélèvement passif et une analyse en différé
Le présent document décrit les méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélèvement passif. Elle fournit des indications pour déterminer l'activité volumique moyenne du radon-222 dans l'air à partir de mesurages effectués par prélèvement passif, de mise en œuvre facile peu coûteuse, ainsi que sur les conditions d'utilisation des capteurs. Le présent document traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes allant de quelques semaines à un an. Cette méthode de mesure s'applique aux échantillons d'air dont l'activité volumique du radon est supérieure à 5 Bq/m3.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11665-4
Second edition
2020-01
Measurement of radioactivity in the
environment — Air: radon-222 —
Part 4:
Integrated measurement method
for determining average activity
concentration using passive sampling
and delayed analysis
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 —
Partie 4: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de
l'activité volumique moyenne du radon avec un prélèvement passif et
une analyse en différé
Reference number
©
ISO 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, definitions and symbols . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols . 2
4 Principle . 2
5 Equipment . 3
6 Sampling . 3
6.1 Sampling objective . 3
6.2 Sampling characteristics . . 3
6.3 Sampling conditions . 3
6.3.1 General. 3
6.3.2 Installation of the sensor . 3
6.3.3 Sampling duration . 4
6.3.4 Volume of air sampled . . . 4
7 Detection . 5
8 Measurement . 5
8.1 Procedure . 5
8.2 Influence quantities . 5
8.3 Calibration . 5
9 Expression of results . 5
9.1 Average radon activity concentration . 5
9.2 Standard uncertainty . 5
9.3 Decision threshold and detection limit . 6
9.4 Limits of the confidence interval . 6
10 Test report . 6
Annex A (informative) Measurement method using a solid-state nuclear track detector (SSNTD) .8
Annex B (informative) Measurement method using an electret detector .14
Annex C (informative) Measurement method using activated charcoal.22
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
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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
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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 11665-4:2012), of which it constitutes a
minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— update of the Introduction;
— 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 2020 – All rights reserved
Introduction
Radon isotopes 222, 219 and 220 (also known as thoron) 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, also radioactive, followed by stable lead are produced by radon
[1]
disintegration .
When disintegrating, radon emits alpha particles and generates solid decay products, which are also
radioactive (polonium, bismuth, lead, etc.). The potential effects on human health of radon lie in its solid
decay products rather than the gas itself. Whether or not they are attached to atmospheric aerosols,
radon decay products can be inhaled and deposited in the bronchopulmonary tree to varying depths
[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
[7]
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.
The activity concentration of radon-222 in the atmosphere can be measured by spot, continuous and
integrated measurement methods with active or passive air sampling (see ISO 11665-1). This document
deals with radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling.
NOTE The origin of radon-222 and its short-lived decay products in the atmospheric environment and other
measurement methods are described generally in ISO 11665-1.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11665-4:2020(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 4:
Integrated measurement method for determining average
activity concentration using passive sampling and delayed
analysis
1 Scope
This document describes radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling. It
gives indications for determining the average activity concentration of the radon-222 in the air from
measurements based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the
sensors.
This document covers samples taken without interruption over periods varying from a few days to
one year.
This measurement method is applicable to air samples with radon activity concentrations greater
than 5 Bq/m .
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 11665-1, Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of radon
and its short-lived decay products and associated measurement methods
ISO 11929 (all parts), Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and
limits of the coverage interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
me a s ur ement (GUM: 1995)
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring
instruments — Part 1: General principles
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11665-1 apply.
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/
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 11665-1 and the following apply.
average activity concentration, in becquerels per cubic metre
C
∗
decision threshold of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre
C
#
detection limit of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre
C
lower limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels
C
per cubic metre
upper limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels
C
per cubic metre
t sampling duration, in hours
U expanded uncertainty calculated by Uk=⋅u() with k = 2
u() standard uncertainty associated with the measurement result
u relative standard uncertainty
()
rel
μ quantity to be measured
μ background level
ω correction factor linked to the calibration factor and the sampling duration
4 Principle
Integrated measurement of the average radon activity concentration is based on the following elements:
a) continuous, passive sampling of an air sample representative of the atmosphere under investigation,
by free convection and natural diffusion for a sensor in an open configuration (open to the air) or
by natural diffusion for a sensor in a closed configuration (with an accumulation chamber);
b) simultaneous accumulation of a measurable physical quantity (etched tracks, electrostatic
potential drop, radioactive atoms, etc.) on a suitable sensor;
c) measurement of the accumulated physical quantity with a direct link to the average radon activity
concentration over the sampling period in question.
Several measurement methods meet the requirements of this document. They are basically
distinguished by the type of accumulated physical quantity and how it is measured. The physical
quantity and its related measurement may be as follows, for example:
— “latent tracks” produced in a polymer [solid-state nuclear track detector (SSNTD)] by ionization
from alpha particles of the radon and its decay products; these latent tracks are detected and
counted (see Annex A);
— charges produced in a solid [semi-conductor medium (silicon)] by ionisation from alpha particles of
the radon and its decay products; they are detected by related electronics;
— discharge of an electret (non-rechargeable, positively charged element) by ionisation of the air due
to the radioactive disintegration of radon and its decay products; the voltage variation relating to
this discharge is measured (see Annex B);
2 © ISO 2020 – All rights reserved
222 214
— atoms of Rn adsorbed on charcoal; the gamma emission rates of the decay products Pb and
Bi are measured with a gamma spectrometer (see Annex C).
Analysis of the physical quantity might not be immediate and might require laboratory operations.
The result of integrated measurement is the exposure of a sensor to radon over the sampling duration
in question. The average radon activity concentration is calculated by dividing the exposure result by
the sampling duration.
5 Equipment
The apparatus shall include the following:
a) a sensor which collects the physical quantity (SSNTD, silicon detector, electret detector, activated
charcoal, etc.), either alone or with an accumulation chamber made from a conductive plastic
material with a known detection volume; in closed configuration, the sensor is placed in a closed
accumulation chamber with a filter and in open configuration, the sensor is in direct relation with
the atmosphere (no accumulation chamber);
b) a detection system adapted to the accumulated physical quantity.
The necessary equipment for each measurement method is specified in Annexes A, B and C respectively.
6 Sampling
6.1 Sampling objective
The sampling objective is to place the sensor (SSNTD, silicon detector, electret detector, activated
charcoal, etc.), within the normal occupied space of the atmospheric medium under investigation.
6.2 Sampling characteristics
Sampling is passive.
In the closed configuration, sampling is performed through a filtering medium, thus only radon alpha
particles are detected by the sensor (see Clause 5). Sampling shall be performed in conditions that
preclude clogging of the filtering medium, which would result in modified measuring conditions.
Clogging during sampling can lead to the non-renewal of air in the accumulation chamber.
Using an open configuration, the sensor simultaneously records the alpha emissions of the radon and
those of its decay products near its surface. It also records any alpha emitter present in the analysed
atmosphere, in the energy range specified by the manufacturer. This configuration shall be used under
conditions that preclude fouling (dust-filled atmosphere, grease deposit, etc.) of the sensor, which would
result in modified measuring conditions.
6.3 Sampling conditions
6.3.1 General
Sampling shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
6.3.2 Installation of the sensor
Installation of the sensor shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
In the specific case of indoor measurement, the sensor should be placed in a normally occupied or
occupiable zone on a clear surface between 1 m and 2 m above the ground, i.e. the "breathing zone"
under the following conditions:
a) a clear space of at least 20 cm should be left around the sensor to avoid the influence of thoron
exhalation from the walls;
b) the sensor should be placed away from any heat sources (radiator, chimney, electrical equipment,
television, direct sunlight, etc.) and from areas of traffic, doors and windows, walls and natural
ventilation sources;
c) the installation conditions should not be disturbed during measurement (books falling, engineers
working, curiosity, etc.); recommendations should be made to occupants in order to prevent the
change of sampling conditions;
d) the sensor should also be made secure during measurement, in order to prevent any damage.
6.3.3 Sampling duration
The sampling duration is equal to the time interval between installation and removal of the sensor at
the sampling point.
Time of installation and removal of the sensor shall be recorded (date and hour).
The sampling duration shall be adjusted to suit the phenomenon under investigation, the assumed
radioactivity and the sensor characteristics (see Table 1).
Table 1 — Examples of sampling characteristics of the various measurement methods meeting
the requirements of this document
Annex Sampling duration/
Sensor Sampling place
(normative) Exposure time
Solid-state nuclear track detector
Indoors
(open configuration)
One week to several
A
months
Solid-state nuclear track detector
(closed configuration)
Outdoors or indoors Few days to several
Electret detector B
months
Activated charcoal C Few days
The sampling duration shall be determined on the basis of the intended use of the measurement results.
For example, indoor concentrations vary not only over a day but also between days of the week because
of variations in occupancy. In this case, it would be reasonable to sample over a whole week in order to
include these variations.
To approach the annual average value of the radon activity concentration in the buildings and not
under-estimate it, it is advisable to perform measurements for at least two months (see ISO 11665-8).
Users should be aware of the saturation characteristics of their sensors and should adapt the sampling
duration to ensure that saturation does not occur.
6.3.4 Volume of air sampled
For passive sampling, direct measurement of the air volume sampled is not necessary. A calibration
factor, in activity per unit volume, shall be used.
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7 Detection
Depending on the sensor used, detection shall be carried out using solid-state nuclear track detectors
(SSNTD), discharge of a polarized surface inside an ionization chamber, gamma-ray spectrometry or
liquid scintillation, as described in ISO 11665-1.
8 Measurement
8.1 Procedure
The measurement procedure for each measurement method shall be as specified in Annexes A, B and C
respectively.
8.2 Influence quantities
Various quantities can lead to measurement bias that could induce non-representative results.
Depending on the measurement method and the control of usual influence quantities specified
in IEC 61577-1 and ISO 11665-1, the influence quantities of particular importance for each measurement
method described in this document are specified in Annexes A, B and C respectively.
Manufacturer recommendations in the operating instructions for the sensors shall be followed.
8.3 Calibration
The measuring system (sensor and detection system) shall be calibrated annually as specified
in ISO 11665-1. Additional requirements for the devices used for particular methods are specified in
the relevant annexes (see Annexes A, B and C).
The relationship between the physical quantity recorded by the sensor (number of etched tracks,
number of electric charges, pulse count and amplitudes, etc.) and the activity concentration of the radon
in the air shall be established based on the measurement of a radon-222 reference atmosphere. The
radon-222 activity concentration in the reference atmosphere shall be traceable to a primary radon-222
gas standard.
In addition to calibration, consideration should be given to regular testing to ensure measurements
remain suitable for use. These should include internal blind tests and external proficiency, validation or
interlaboratory comparisons.
9 Expression of results
9.1 Average radon activity concentration
The average radon activity concentration shall be calculated as given in Formula (1):
C =−μμ ⋅ω (1)
()
9.2 Standard uncertainty
In accordance with ISO/IEC Guide 98-3, the standard uncertainty of C shall be calculated as given
in Formula (2):
22 2 22
uC()=⋅ωμuu()+ μω+⋅Cu () (2)
()
0 rel
9.3 Decision threshold and detection limit
The characteristic limits associated with the measurand shall be calculated in accordance
with ISO 11929 (all parts). Examples of the calculations of uncertainties and characteristic limits are
detailed in Annexes A, B and C for each respective measurement method described.
9.4 Limits of the confidence interval
The lower, C , and upper, C , limits of the confidence interval shall be calculated using Formulae (3)
and (4) [see ISO 11929 (all parts)]:
CC=−ku⋅ Cp; =⋅ωγ()12− (3)
()
p
CC=+ku⋅ Cq;1=−ωγ⋅ 2 (4)
()
q
where
ω =Φ yu()y , Φ being the distribution function of the standardized normal distribution;
[]
ω = 1 may be set if Cu≥⋅4 C , in which case:
()
CC=±ku⋅ C (5)
()
12−γ
γ = 0,05 with k =19, 6 are often chosen by default.
12−γ
10 Test report
10.1 The test report shall be in accordance with the requirements of ISO/IEC 17025 and shall contain
the following information:
a) reference to this document, i.e. ISO 11665-4:2020;
b) measurement method (integrated);
c) identification of the type of sensor;
d) identification of the sample;
e) sampling characteristic (passive);
f) sampling times: start and end time (date and hour);
g) duration of sampling;
h) sampling location;
i) units in which the results are expressed;
j) test result, Cu± C or CU± , with the associated k value.
()
10.2 Complementary information may be provided, such as the following:
a) purpose of the measurement;
b) probabilities α, β and (1-γ);
6 © ISO 2020 – All rights reserved
c) the decision threshold and the detection limit; depending on the customer request, there are
different ways to present the result:
1) when the average radon activity concentration is compared with the decision threshold
∗
[see ISO 11929 (all parts)], the result of the measurement shall be expressed as ≤ C if the result
is below the decision threshold;
2) when the average radon activity concentration is compared with the detection limit, the result
#
of the measurement shall be expressed as ≤ C if the result is below the detection limit or, if the
detection limit exceeds the guideline value, it shall be documented that the method is not
suitable for the measurement purpose;
d) any relevant information likely to affect the results, for example:
1) weather conditions at the time of sampling;
2) ventilation conditions for indoor measurement (mechanical ventilation system, doors and
windows open or shut, etc.).
10.3 The results can be expressed in a similar format to that shown in ISO 11665-1:2019, Annex C.
Annex A
(informative)
Measurement method using a solid-state nuclear track detector
(SSNTD)
A.1 General
This annex deals with the solid-state nuclear track detector (SSNTD) method, which is one of several
methods meeting the requirements of this document.
For the purposes of this annex, the symbols given in Clause 3 and the following apply.
F calibration factor, in (tracks per square centimetre) per (becquerel hour per cubic metre)
c
n number of solid-state nuclear detectors used for determining the background noise
n number of tracks after exposure
g
n
mean number of tracks caused by the background noise
b
S SSNTD area used for counting the number of “etched tracks”, in square centimetres
SSNTD
A.2 Principle
The integrated measurement of the average radon activity concentration using an SSNTD is based on
the following elements:
a) passive sampling, during which the alpha particles, including those produced by the disintegration
of radon and its short-lived decay products, transfer their energy by ionizing or exciting the atoms
in the polymer; this energy that is transferred to the medium leaves areas of damage called “latent
tracks”;
b) transport of the exposed sensors to the laboratory for the appropriate chemical, or electrochemical,
processing, for example the transformation of the “latent tracks” into “etched tracks” counted
with a suitable system; the number of these “etched tracks” per surface unit area is linked to
the exposure of the radon by the calibration factor previously defined for sensors from the same
manufacturing batch of SSNTD processed chemically, or electrochemically, and counted under the
same conditions;
c) determination of the average activity concentration from the radon exposure value, the sampling
duration and consideration of the background noise.
A.3 Equipment
The apparatus shall include the following:
a) a sensor in the form of a solid-state nuclear track detector (SSNTD), used alone or with an
accumulation chamber made from a conductive plastic material with a known detection volume;
b) equipment and suitable chemical reagents for etching the sensor;
c) equipment suitable for scanning and counting the “etched tracks”.
8 © ISO 2020 – All rights reserved
The SSNTD shall be made of a polymer that is sensitive to alpha particles.
The sensor shall be fixed on a support that can be used in either an open or closed configuration
(see Figure A.1).
In an open configuration, the sensor can record simultaneously the alpha emissions of radon and its
decay products close to the detector and of any other alpha emitter present in the analysed atmosphere,
in the energy range specified by the manufacturer. It is necessary to know the equilibrium factor,
amongst other things, in order to exploit the results obtained with this sensor. If this parameter is not
[4]
measured, the value commonly used inside houses is equal to 0,4 .
In its closed configuration, the sensor has a chamber that serves as the detection volume. This
configuration is used to overcome the influence of the solid radon decay products and of any other solid
alpha-emitting radionuclide present in the analysed atmosphere. This is achieved by the presence of a
filter between the external environment and the accumulation chamber, which prevents the passage
of solid radon decay products or any other solid alpha-emitting radionuclide. In this case, knowing the
equilibrium factor is not necessary.
a) Open configuration
b) Closed configuration
Key
1 SSNTD
2 support
3 filter
4 accumulation chamber
Figure A.1 — Solid-state nuclear track detectors in open and closed configurations
A.4 Sampling
Air sampling shall be passive.
Sampling of the air and generation of the “latent tracks” on the sensor shall be carried out simultaneously.
Installation of the sensor shall be performed in accordance with 6.3.2 and ISO 11665-1.
When the sensor is not in the measurement mode, it is normally enclosed in sealed packaging which
prevents the penetration of radon and its decay products. The sensor begins measuring when it is
removed from this packaging at the place of installation. The measurement ceases when the sensor is
removed from the installation place and immediately returned to the sealed packaging.
Time of installation and removal phases shall be recorded (date and hour).
The sampling duration shall comply with 6.3.3.
The sampling duration shall be adapted to the assumed level of radon activity concentration. If a
very high level of activity concentration is assumed, the sampling duration shall be reduced to avoid
saturating the SSNTD. Conversely, if a very low level of activity concentration is assumed, the sampling
duration shall be extended so as to produce a significant physical variable.
A.5 Measurement
A.5.1 Procedure
Measurement shall be carried out as follows.
a) Select and locate the measuring site.
b) Install the sensor.
c) Record the location and the time (date and hour) of installation of the sensor.
d) Carry out sampling of an air sample representative of the atmosphere under investigation.
e) Remove the sensor.
f) Record the time (date and hour) of removal of the sensor.
g) Send the sensor to the laboratory within a few days of the end of the exposure period. It shall be
processed as soon as possible, unless a storage method is validated, in which case the sensors may
be processed later.
h) Remove the SSNTD from the accumulation chamber if needed.
i) Develop the sensor by etching with a suitable chemical, or electrochemical, treatment. The “latent
tracks” caused by the alpha particles produced by the disintegration of the radon and its short-
lived decay products are converted into “etched tracks”.
j) Scan the sensor and count the number of “etched tracks”.
k) Determine the background noise of the sensor using a statistically significant number of
randomly chosen sensors from each manufacturing batch. Avoid reliance on data provided by the
manufacturer which will not include adventitious radon exposure during storage and transit to
the processing laboratory. Sensors from the same batch of SSNTD shall be developed and counted
as described in steps i) to j). The number of sensors used should be sufficient to determine n .
b
Typically this should be at least 10 sensors, or 1 % of the total number of available sensors per
manufacturing batch, depending on the consistency of the background noise of the sensors within
each batch.
l) Determine the average activity concentration by calculation.
A.5.2 Influence quantities
Besides the influence quantities stated in IEC 61577-1 and ISO 11665-1, the following shall be taken into
account:
a) Direct exposure of a sensor with an open configuration: in an indoor environment with a highly-
significant aerosol content (kitchen, bathroom, cellar, etc.), this can cause pollution on the sensor
surface, thereby potentially invalidating the results. It is advisable to use closed chambers in such
environments.
b) The equilibrium factor: in an open configuration, the activity concentration of the radon decay
[9][10]
products shall also be taken into account, as well as the variation in the equilibrium factor .
Either the equilibrium factor shall be measured or a sensor with a closed configuration shall be used.
10 © ISO 2020 – All rights reserved
c) The ageing effect of the SSNTD: in order to avoid the effect of ageing, the sensor shall be used before
the expiry date given by the manufacturer.
A.5.3 Calibration
If the calibration factor is not provided by manufacturer, each batch of sensors shall be calibrated upon
receipt.
For a batch of sensors, calibration involves exposing a statistically significant number of sensors,
typically at least 10 randomly chosen sensors per manufacturing batch, to reference atmospheres
and applying the same chemical, or electrochemical, processing and track counting as used for
measurement samples. Avoid reliance on data provided by the manufacturer unless you have verified
that your processing methods exactly replicate the manufacturer’s. The number of sensors used should
be sufficient to determine F . Typically this should be at least 10 sensors, or 1 % of the total number of
c
available sensors per manufacturing batch, depending on the consistency of the calibration results of the
sensors within each batch. The result is the calibration factor. It is the ratio between the density of the
tracks (tracks/cm ) and the exposure to radon activity concentration in a reference atmosphere (Bq⋅h/
m ). This calibration factor is expressed in (tracks per square centimetre) per (becquerel hour per cubic
2 3
metre) [(tracks/cm ) per (Bq⋅h/m )].
At the same time as the calibration, the background noise shall be measured on 10 sensors from the
same batch.
For a sensor with an open configuration, the calibration factor, F , shall take into account the value of the
c
equilibrium factor of the reference atmosphere. The results can also fluctuate due to the lack of sensor
protection in a very humid medium or one loaded with aerosols. As an indication, conversion factors
2 3 2 3
from 0,000 5 tracks/cm per Bq⋅h/m up to 0,004 tracks/cm per Bq⋅h/m are found in published works
[10]
depending on the type of sensor .
A.6 Expression of results
A.6.1 Average radon activity concentration
The average radon activity concentration is obtained from Formula (1). This yields Formula (A.1):
Cn=−n ⋅ =−nn ⋅=ωωwith (A.1)
() ()
gb gb
tS⋅⋅F tS⋅⋅F
SSNTD c SSNTD c
For the most accurate value, n is determined experimentally by reading n sensors that have not been
b
exposed to radon and have been processed under the same physico-chemical and counting conditions.
The value of n may also be given by the manufacturer.
b
A.6.2 Standard uncertainty
The standard uncertainty of C is obtained from Formula (2). This yields Formula (A.2):
n
b
22 2
uC()=+n ⋅+ωωCu⋅ (A.2)
()
g rel
n
with
22 2
uu()ω = Fu+ S
() ()
relrel c rel SSNTD
The uncertainty of the sampling duration is considered negligible.
Calculation of the characteristic limits [see ISO 11929 (all parts)] requires calculation of uC() , i.e. the
standard uncertainty of C as a function of its true value, calculated as given in Formula (A.3):
C 1
uC()=+n ⋅+1 ⋅+ωωCu⋅ () (A.3)
b rel
ω n
A.6.3 Decision threshold
∗
The decision threshold, C , is obtained from Formula (A.3) for C= 0 [see ISO 11929 (all parts)].
This yields Formula (A.4):
∗ 1
Ck=⋅uk01=⋅ω⋅⋅n + (A.4)
()
11−−αα b
n
α = 0,05 with k = 1,65 is often chosen by default.
1−α
A.6.4 Detection limit
#
The detection limit, C , is calculated as given in Formula (A.5) [see ISO 11929 (all parts)]:
#
##∗ ∗ C 1 #2
2 2
CC=+ku⋅ CC=+k ⋅+ n ⋅+1 ⋅+ω C ⋅⋅u ω (A.5)
()
11−ββ() − b rel
ω n
#
The detection limit can be calculated by solving Formula (A.5) for C or, more simply, by iteration with
# ∗
a starting approximation C =⋅2 C in terms of the right side of Formula (A.5).
#
One obtains C with kk== k :
11−−αβ
∗
#
2⋅+Ck ⋅ω
C = (A.6)
1−⋅ku ()ω
rel
Values αβ==00, 5 and therefore kk==16, 5 are often chosen by default.
11−−αβ
A.6.5 Example
The number of tracks for a sensor with a closed configuration exposed for 90 days (t = 2 160 h) is
n =800 tracks.
g
The number of tracks, determined on 10 non-exposed sensors from the same batch, caused by the
background noise over 90 days, is n =30 tracks.
b
The determination of n and n is performed over the same area: S = 1 ± 0,1 cm .
g SSNTD
b
−4 2 3
The calibration factor is F =±80,81× 0 tracks/cm per Bq⋅h/m .
()
c
12 © ISO 2020 – All rights reserved
The average radon activity concentration, calculated from Formula (A.1), is:
C= 446 Bq/m
The standard uncertainty of the average radon activity concentration, calculated from Formula (A.2), is:
uC()= 65 Bq/m
Thus, the average radon activity concentration is:
C=±(446 6)5 Bq/m
∗
The decision threshold, C , obtained from Equation (A.4), is:
∗ 3
C = 5 Bq/m
#
The detection limit, C , calculated by Formula (A.6), is:
# 3
C = 13 Bq/m
Annex B
(informative)
Measurement method using an electret detector
B.1 General
This annex deals with the electret detector method, which is one of several methods meeting the
requirements of this document.
For the purposes of this annex, the symbols given in Clause 3 and the following apply.
U initial electret voltage, in volts
i
U final electret voltage, in volts
f
B contribution by the ambient gamma radiation, in becquerels per cubic metre
G
F calibration factor, in (volts per hour) per (becquerel per cubic metre)
c
b electret parameter, given by the manufacturer, in (volts per hour) per (becquerel per cubic metre)
d electret parameter, given by the manufacturer, in (per hour) per (becquerel per cubic metre)
f correction factor for the gamma radiation, given by the manufacturer, in (becquerels per cubic
cor
metre) per (nanogray per hour)
average dose rate due to ambient gamma radiation during the exposure period, in nanograys
D
per hour
B.2 Principle
The integrated measurement of the average radon activity concentration using an electret detector is
based on the following elements:
a) Passive sampling, during which the radon and its decay products formed in the accumulation
chamber ionize the air. The electret being charged positively, an electrostatic field is created
between the electret surface and the accumulation chamber walls. The electret serves both as
the anode of the electrostatic field and the collector electrode. The electrons produced by the air
ionization combine with the positive charges of the electret. This leads to a gradual decrease of its
voltage.
b) Measuring the electret voltage before and after every exposure to the atmosphere under
investigation with a voltmeter specific to the device.
c) Measuring the average dose rate due to ambient environmental (cosmic and terrestrial) gamma
radiation at the sampling place. The ambient gamma radiation contributes to discharging the
electret detector.
d) Determining the average activity concentration from the voltage drop, the sampling duration and
consideration of the average dose rate.
14 © ISO 2020 – All rights reserved
B.3 Equipment
The apparatus shall include the following:
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11665-4
Deuxième édition
2020-01
Mesurage de la radioactivité dans
l'environnement — Air: radon 222 —
Partie 4:
Méthode de mesure intégrée pour
la détermination de l'activité
volumique moyenne du radon avec
un prélèvement passif et une analyse
en différé
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 4: Integrated measurement method for determining average
activity concentration using passive sampling and delayed analysis
Numéro de référence
©
ISO 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,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
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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, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 2
4 Principe . 2
5 Équipement . 3
6 Prélèvement . 3
6.1 Objectif du prélèvement . 3
6.2 Caractéristiques du prélèvement . 3
6.3 Conditions de prélèvement . 4
6.3.1 Généralités . 4
6.3.2 Installation du capteur . 4
6.3.3 Durée du prélèvement . 4
6.3.4 Volume d’air prélevé . 5
7 Détection . 5
8 Mesurage. 5
8.1 Mode opératoire . 5
8.2 Grandeurs d’influence. 5
8.3 Étalonnage . 5
9 Expression des résultats. 6
9.1 Activité volumique moyenne du radon . 6
9.2 Incertitude-type . 6
9.3 Seuil de décision et limite de détection . 6
9.4 Limites de l’intervalle de confiance . 6
10 Rapport d’essai . 6
Annexe A (informative) Méthode de mesure utilisant un détecteur solide de traces
nucléaires (DSTN) . 8
Annexe B (informative) Méthode de mesure utilisant un détecteur à électret .14
Annexe C (informative) Méthode de mesure utilisant du charbon actif .22
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
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 édition (ISO 11665-4:2012), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— l’Introduction a été mise à jour;
— 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.
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Introduction
Les isotopes 222, 219 et 220 (ce dernier étant également appelé thoron) 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 de plus amples informations). Des éléments solides, eux aussi radioactifs,
[1]
suivis par du plomb stable, sont produits 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 (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 les 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 reconnu comme étant la plus importante source 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
[7]
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’activité volumique du radon-222 dans l’atmosphère peut être mesurée par des méthodes de mesure
ponctuelle, en continu et intégrée avec prélèvement d’air actif ou passif (voir ISO 11665-1). Le présent
document traite des méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélèvement passif.
NOTE L’origine du radon-222 et de ses descendants à vie courte dans l’environnement atmosphérique, ainsi
que d’autres méthodes de mesure, sont décrites de manière générale dans l’ISO 11665-1.
NORME INTERNATIONALE ISO 11665-4:2020(F)
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air:
radon 222 —
Partie 4:
Méthode de mesure intégrée pour la détermination
de l'activité volumique moyenne du radon avec un
prélèvement passif et une analyse en différé
1 Domaine d’application
Le présent document décrit les méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélèvement passif.
Elle fournit des indications pour déterminer l’activité volumique moyenne du radon-222 dans l’air à
partir de mesurages effectués par prélèvement passif, de mise en œuvre facile peu coûteuse, ainsi que
sur les conditions d’utilisation des capteurs.
Le présent document traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes allant de
quelques semaines à un an.
Cette méthode de mesure s’applique aux échantillons d’air dont l’activité volumique du radon est
supérieure à 5 Bq/m .
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 11665-1, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 — Partie 1: Origine du
radon et de ses descendants à vie courte, et méthodes de mesure associées
ISO 11929 (toutes les parties), Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de
détection et extrémités de l’intervalle de confiance) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes
fondamentaux et applications
Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
(GUM: 1995)
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
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 11665-1 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 https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles décrits dans l’ISO 11665-1 et les suivants
s’appliquent.
activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
C
∗
seuil de décision de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
C
#
limite de détection de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
C
limite basse de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne, en becquerels par
C
mètre cube
limite haute de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne, en becquerels par
C
mètre cube
t durée de prélèvement, en heures
U incertitude élargie calculée par Uk=⋅u() avec k = 2
u() incertitude-type associée au résultat de mesure
u incertitude-type relative
()
rel
µ quantité à mesurer
μ niveau de bruit de fond
ω facteur de correction lié au facteur d’étalonnage et à la durée du prélèvement
4 Principe
Le mesurage intégré de l’activité volumique moyenne du radon est fondé sur les éléments suivants:
a) le prélèvement passif ininterrompu d’un échantillon d’air représentatif de l’atmosphère étudiée,
par convection libre et par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration ouverte
(à l’air libre) ou par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration fermée (avec
une chambre d’accumulation);
b) l’accumulation simultanée d’une grandeur physique mesurable (traces révélées, chute de potentiel
électrostatique, atomes radioactifs, etc.) sur un capteur approprié;
c) le mesurage de la grandeur physique cumulée ayant un lien direct avec l’activité volumique
moyenne du radon sur la durée de prélèvement concernée.
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Plusieurs méthodes de mesure satisfont aux exigences du présent document. Elles se distinguent
essentiellement par la nature de la grandeur physique cumulée et la manière dont elle est mesurée.
Cette grandeur physique et son mesurage associé peuvent être, par exemple:
— des «traces latentes» produites dans un polymère (détecteur solide de traces nucléaires [DSTN]) par
ionisation par les particules alpha du radon et de ses descendants; ces traces latentes sont détectées
et comptées (voir Annexe A);
— des charges produites dans un solide (milieu semi-conducteur [silicium]) par ionisation par les
particules alpha du radon et de ses descendants; elles sont détectées par des circuits électroniques
correspondants;
— la décharge d’un électret (élément chargé positivement et non rechargeable) par ionisation de l’air due
à la désintégration radioactive du radon et de ses descendants; la chute de potentiel correspondant
à cette décharge est mesurée (voir Annexe B);
222 214
— les atomes de Rn adsorbés sur du charbon; les taux d’émissions gamma des descendants Pb et
Bi sont mesurés avec un spectromètre gamma (voir Annexe C).
L’analyse de la grandeur physique peut ne pas être immédiate et nécessiter des opérations effectuées en
laboratoire.
Le résultat de la mesure intégrée est l’exposition d’un capteur au radon pendant la durée de prélèvement
considérée. L’activité volumique moyenne du radon est calculée en divisant le résultat de l’exposition
par la durée du prélèvement.
5 Équipement
L’appareillage doit inclure les éléments suivants:
a) un capteur qui collecte la grandeur physique (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à électret,
charbon actif, etc.), associé ou non avec une chambre d’accumulation en matériau plastique
conducteur et de volume de détection connu; dans une configuration fermée, le capteur est placé
dans une chambre d’accumulation fermée avec un filtre et dans une configuration ouverte, le
capteur est en contact direct avec l’atmosphère (pas de chambre d’accumulation);
b) un système de détection adapté pour la grandeur physique accumulée.
L’équipement nécessaire pour chaque méthode de mesure est décrit dans les Annexes A, B et C,
respectivement.
6 Prélèvement
6.1 Objectif du prélèvement
L’objectif du prélèvement est de mettre en contact le capteur (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à
électret, charbon actif, etc.) dans l’espace normalement occupé par le milieu atmosphérique étudié.
6.2 Caractéristiques du prélèvement
Le prélèvement est passif.
Dans le cas d’une configuration fermée, le prélèvement est effectué à travers un milieu filtrant, ainsi
seules les particules alpha du radon sont détectées par le capteur (voir Article 5). Le prélèvement doit
être effectué dans des conditions n’induisant pas de colmatage du milieu filtrant, ce qui conduirait à
une modification des conditions de mesure. En cas de colmatage pendant le prélèvement, l’air dans la
chambre d’accumulation risque de ne pas pouvoir se renouveler.
Dans le cas d’une configuration ouverte, le capteur enregistre simultanément les émissions alpha
du radon et de ses descendants à proximité de sa surface. Il enregistre également tout émetteur
alpha présent dans l’atmosphère analysée dans la gamme d’énergie spécifiée par le fabricant. Cette
configuration doit être utilisée dans des conditions n’induisant pas d’encrassement (atmosphère
chargée de poussières, dépôts de graisse, etc.) du capteur qui conduirait à une modification des
conditions de mesure.
6.3 Conditions de prélèvement
6.3.1 Généralités
Le prélèvement doit être effectué comme spécifié dans l’ISO 11665-1.
6.3.2 Installation du capteur
L’installation du capteur doit être effectuée comme spécifié dans l’ISO 11665-1.
Dans le cas spécifique du mesurage à l’intérieur d’un bâtiment, il convient de placer le capteur dans
une zone normalement occupée, ou pouvant être occupée, sur une surface dégagée entre 1 m et 2 m au-
dessus du sol, c’est-à-dire la «zone respiratoire» et dans les conditions suivantes:
a) il convient de laisser un espace dégagé dans un rayon minimal de 20 cm autour du capteur pour
éviter l’influence de l’exhalation de thoron des murs;
b) il convient d’éloigner le capteur des sources de chaleur (radiateur, cheminée, équipement électrique,
télévision, rayonnement solaire direct, etc.) ou des zones de passage, des portes et fenêtres, des
murs et des sources de ventilation naturelles;
c) il convient que les conditions d’installation ne soient pas perturbées pendant le mesurage (chute
de livres, travaux, curiosité, etc.); il convient de donner des recommandations aux occupants afin
d’éviter toute modification des conditions de prélèvement;
d) il convient de protéger le capteur pendant le mesurage afin d’éviter tout dommage.
6.3.3 Durée du prélèvement
La durée du prélèvement est égale à l’intervalle de temps entre la pose et la dépose du capteur au point
de prélèvement.
Les moments de pose et de dépose du capteur doivent être consignés (date et heure).
La durée du prélèvement doit être ajustée en fonction du phénomène étudié, de la radioactivité
présumée et des caractéristiques du capteur (voir Tableau 1).
Tableau 1 — Exemples de caractéristiques de prélèvement des différentes méthodes de mesure
qui satisfont aux exigences du présent document
Durée du prélève-
Annexe (norma- Point de prélève-
Capteur ment/durée d’exposi-
tive) ment
tion
Détecteur solide de traces nucléaires (confi-
Intérieur
guration ouverte)
Une semaine à plu-
A
sieurs mois
Détecteur solide de traces nucléaires (confi-
guration fermée)
Extérieur ou inté-
Quelques jours à plu-
Détecteur à électret B rieur
sieurs mois
Charbon actif C Quelques jours
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés
La durée du prélèvement doit être déterminée sur la base de l’utilisation prévue des résultats de
mesures.
À titre d’exemple, les concentrations à l’intérieur d’un bâtiment varient non seulement au cours d’une
journée, mais également d’un jour à l’autre en raison des variations du mode d’occupation. Dans ce cas,
il est recommandé d’effectuer le prélèvement sur une semaine complète afin d’inclure ces variations.
Afin d’approcher la valeur moyenne annuelle de l’activité volumique du radon dans les bâtiments
et ne pas la sous-évaluer, il est recommandé d’effectuer les mesurages pendant au moins deux mois
(voir ISO 11665-8).
Il convient que les utilisateurs connaissent les caractéristiques de leurs capteurs et il convient qu’ils
adaptent la durée du prélèvement de manière à éviter tout risque de saturation.
6.3.4 Volume d’air prélevé
Le mesurage direct du volume d’air prélevé n’est pas nécessaire pour le prélèvement passif, car un
facteur d’étalonnage, en activité par unité de volume, doit être utilisé.
7 Détection
Suivant le capteur utilisé, la détection doit être effectuée en utilisant des détecteurs solides de traces
nucléaires (DSTN), la décharge de la surface polarisée à l’intérieur d’une chambre d’ionisation, la
spectrométrie gamma et la scintillation liquide conformément à l’ISO 11665-1.
8 Mesurage
8.1 Mode opératoire
Le mode opératoire de mesurage pour chaque méthode de mesure doit être comme spécifié dans les
Annexes A, B et C, respectivement.
8.2 Grandeurs d’influence
Différentes grandeurs peuvent influencer le mesurage au point de donner lieu à des résultats non
représentatifs. Suivant la méthode de mesure et la maîtrise des grandeurs d’influence habituelles citées
dans l’IEC 61577-1 et l’ISO 11665-1, les grandeurs d’influence qui sont particulièrement importantes
pour chaque méthode de mesure décrite dans le présent document sont décrites dans les Annexes A, B
et C, respectivement.
Les recommandations données par le fabricant dans les notices d’utilisation des capteurs doivent être
respectées.
8.3 Étalonnage
Le système de mesure (capteur et système de détection) doit être étalonné une fois par an tel que
spécifié dans l’ISO 11665-1. Les exigences supplémentaires applicables aux dispositifs utilisés pour
chacune des méthodes sont spécifiées dans les annexes concernées (voir Annexes A, B et C).
La relation entre la grandeur physique enregistrée par le capteur (nombre de traces révélées, nombre
de charges électriques, comptage des impulsions et amplitudes, etc.) et l’activité volumique du radon
dans l’air doit être établie en utilisant une atmosphère de référence contenant du radon-222. L’activité
volumique du radon-222 dans l’atmosphère de référence doit être traçable par rapport à un étalon de
gaz radon-222 primaire.
En plus de l’étalonnage, il convient d’envisager des essais réguliers pour s’assurer que les mesurages
restent utilisables. Il convient de prévoir des essais en aveugle internes et des comparaisons externes
de compétence, de validation ou interlaboratoires.
9 Expression des résultats
9.1 Activité volumique moyenne du radon
L’activité volumique moyenne du radon doit être calculée d’après la Formule (1):
C =−μμ ⋅ω (1)
()
9.2 Incertitude-type
Conformément à l’ISO/IEC Guide 98-3, l’incertitude-type de C doit être calculée comme indiqué par la
Formule (2):
22 2 22
uC()=⋅ωμuu()+ μω+⋅Cu () (2)
()
0 rel
9.3 Seuil de décision et limite de détection
Les limites des caractéristiques associées au mesurande doivent être calculées conformément à
l’ISO 11929 (toutes les parties). Des exemples de calcul des incertitudes et des limites des caractéristiques
sont détaillées dans les Annexes A, B et C pour chaque méthode de mesure décrite.
9.4 Limites de l’intervalle de confiance
Les limites basse, C , et haute, C , de l’intervalle de confiance doivent être calculées en utilisant les
Formules (3) et (4) [voir l'ISO 11929 (toutes les parties)]:
CC=−ku⋅ Cp; =⋅ωγ()12− (3)
()
p
CC=+ku⋅ Cq;1=−ωγ⋅ 2 (4)
()
q
où
ω =Φ yu()y , avec Φ désignant la fonction de distribution de la distribution normale centrée
[]
réduite;
ω = 1 peut être défini si Cu≥⋅4 C . Dans ce cas:
()
CC=±ku⋅ C (5)
()
12−γ
γ = 0,05 avec k =19, 6 est souvent choisi par défaut
12−γ
10 Rapport d’essai
10.1 Le rapport d’essai doit être conforme aux exigences de l’ISO/IEC 17025 et doit contenir les
informations suivantes:
a) une référence au présent document, c’est-à-dire l’ISO 11665-4:2020;
b) la méthode de mesure (intégrée);
c) l’identification du type de capteur;
6 © ISO 2020 – Tous droits réservés
d) l’identification de l’échantillon;
e) les caractéristiques de prélèvement (passif);
f) les moments du prélèvement: instants de début et de fin (date et heure);
g) la durée du prélèvement;
h) le lieu du prélèvement;
i) les unités dans lesquelles les résultats sont exprimés;
j) le résultat de l’essai, Cu± C ou CU± , avec la valeur k associée.
()
10.2 Des informations complémentaires peuvent être fournies telles que:
a) l’objet du mesurage;
b) les probabilités α, β et (1 – γ);
c) le seuil de décision et la limite de détection; suivant la demande du client, il existe différentes
manières de présenter les résultats:
1) lorsque l’activité volumique moyenne du radon est comparée au seuil de décision [voir
∗
l'ISO 11929 (toutes les parties)], le résultat du mesurage doit être exprimé sous la forme ≤ C si
le résultat est inférieur au seuil de décision;
2) lorsque l’activité volumique moyenne du radon est comparée à la limite de détection, le résultat
#
de la mesure doit être exprimé sous la forme ≤ C si le résultat est inférieur à la limite de
détection ou, si la limite de détection dépasse la valeur indicative, la documentation doit
mentionner que la méthode est inadaptée pour l’objectif de mesurage;
d) la mention de toute information pertinente susceptible d’affecter les résultats, par exemple:
1) les conditions météorologiques au moment du prélèvement;
2) les conditions de ventilation pour les mesurages à l’intérieur des bâtiments (système de
ventilation mécanique, portes et fenêtres ouvertes ou fermées, etc.).
10.3 Les résultats peuvent être exprimés dans un format similaire à celui indiqué dans
l’ISO 11665-1:2019, Annexe C.
Annexe A
(informative)
Méthode de mesure utilisant un détecteur solide de traces
nucléaires (DSTN)
A.1 Généralités
La présente annexe traite de la méthode qui utilise un détecteur solide de traces nucléaires (DSTN) qui
est l’une des différentes méthodes satisfaisant aux exigences du présent document.
Pour les besoins de la présente annexe, les symboles donnés dans l’Article 3, ainsi que les suivants,
s’appliquent.
F facteur d’étalonnage, en (traces par centimètre carré) par (becquerels heures par mètre cube)
c
n nombre de détecteurs solides de traces nucléaires utilisés pour déterminer le bruit de fond
n nombre de traces après exposition
g
n nombre moyen de traces dues au bruit de fond
b
S surface du DSTN utilisée pour le comptage du nombre de «traces révélées», en centimètres carrés
DSTN
A.2 Principe
Le mesurage intégré de l’activité volumique moyenne du radon en utilisant un DSTN est fondé sur les
éléments suivants:
a) le prélèvement passif, au cours duquel les particules alpha, dont celles issues de la désintégration
du radon et ses descendants à vie courte, transfèrent leur énergie en ionisant ou en excitant les
atomes dans le polymère; cette énergie cédée au milieu traversé laisse des zones de dégâts appelées
«traces latentes»;
b) le transport des capteurs exposés jusqu’au laboratoire en vue du traitement chimique ou
électrochimique approprié qui transforme les «traces latentes» en «traces révélées» comptées au
moyen d’un système approprié; le nombre de ces «traces révélées» par unité de surface est lié à
l’exposition au radon par le facteur d’étalonnage défini pour des capteurs du même lot de fabrication
de DSTN dont le traitement chimique ou électrochimique et le comptage ont été effectués dans les
mêmes conditions;
c) la détermination de l’activité volumique moyenne à partir de la valeur de l’exposition au radon, la
durée du prélèvement et la prise en compte du bruit de fond.
A.3 Équipement
L’appareillage doit inclure les éléments suivants:
a) un capteur, appelé détecteur solide de traces nucléaires (DSTN), associé ou non avec une
chambre d’accumulation constituée d’une matière plastique conductrice et ayant un volume de
détection connu;
b) un équipement et des réactifs chimiques appropriés pour attaquer le détecteur;
8 © ISO 2020 – Tous droits réservés
c) un équipement approprié pour balayer et compter les «traces révélées».
Le DSTN doit se composer d’un polymère dont la particularité est d’être sensible aux particules alpha.
Le capteur doit être fixé sur un support ayant une configuration potentiellement ouverte ou fermé
(voir Figure A.1).
Dans une configuration ouverte, le capteur peut enregistrer simultanément les émissions alpha du
radon et de ses descendants à proximité du détecteur et de tout autre émetteur alpha présent dans
l’atmosphère analysée, dans la gamme d’énergie spécifiée par le fabricant. Il est nécessaire de connaître,
entre autres, le facteur d’équilibre afin d’exploiter les résultats obtenus avec ce capteur. Si ce paramètre
[4]
n’est pas mesuré, la valeur couramment utilisée à l’intérieur des habitations est de 0,4 .
Dans sa configuration fermée, le capteur comprend une chambre qui fait office de volume de détection.
Cette configuration est utilisée pour s’affranchir de l’influence des descendants solides du radon, ainsi
que de tout autre radionucléide solide émetteur alpha présent dans l’atmosphère analysée. Pour ce
faire, un filtre, destiné à empêcher le passage des descendants solides du radon et d’éventuels autres
radionucléides solides émetteurs alpha, est installé entre l’environnement extérieur et la chambre
d’accumulation. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire de connaître le facteur d’équilibre.
a) Configuration ouverte
b) Configuration fermée
Légende
1 DSTN
2 support
3 filtre
4 chambre d’accumulation
Figure A.1 — Schéma d’un détecteur solide de traces nucléaires dans les configurations ouverte
et fermée
A.4 Prélèvement
Le prélèvement d’air doit être passif.
Le prélèvement de l’air et la production des «traces latentes» sur le capteur doivent s’effectuer
simultanément.
Le capteur doit être installé conformément à 6.3.2 et à l’ISO 11665-1.
Quand le capteur n’est pas en mode de mesure, il est normalement enfermé dans un emballage scellé
qui empêche la pénétration du radon et de ses descendants. Le capteur commence le mesurage une fois
qu’il est sorti de son emballage sur le lieu d’installation. Le mesurage cesse lorsque le capteur est retiré
du lieu d’installation et remis immédiatement dans l’emballage scellé.
Les moments de pose et de dépose du capteur doivent être consignés (date et heure).
La durée du prélèvement doit être conforme à 6.3.3.
La durée du prélèvement doit être adaptée en fonction du niveau supposé d’activité volumique du radon.
Si le niveau supposé d’activité volumique est très élevé, la durée du prélèvement doit être réduite afin
d’éviter une saturation du DSTN. A contrario, si le niveau supposé d’activité volumique est très faible, la
durée du prélèvement doit être allongée pour obtenir une grandeur physique significative.
A.5 Mesurage
A.5.1 Mode opératoire
Le mesurage doit être effectué comme suit:
a) sélection et localisation du point de mesure;
b) pose du capteur;
c) consignation du lieu et du moment (date et heure) de pose du capteur;
d) prélèvement d’un échantillon d’air représentatif de l’atmosphère examinée;
e) dépose du capteur;
f) consignation du moment (date et heure) de dépose du capteur;
g) envoi du capteur au laboratoire dans un délai de quelques jours à l’issue de la période d’exposition.
Le traitement doit être réalisé le plus tôt possible. Dans le cas où une méthode de stockage est
validée, le traitement des capteurs peut avoir lieu ultérieurement;
h) si nécessaire, retrait du DSTN de la chambre d’accumulation;
i) révélation du capteur par attaque avec un traitement chimique ou électrochimique approprié en
laboratoire. Les «traces latentes» créées par les particules alpha issues de la désintégration du
radon et ses descendants à vie courte sont transformées en «traces révélées»;
j) balayage du capteur et comptage du nombre de «traces révélées»;
k) détermination du bruit de fond du capteur en utilisant un nombre statistiquement significatif de
capteurs choisis au hasard dans chaque lot de fabrication. Éviter de se fier aux données fournies
par le fabricant qui n’incluent pas l’exposition accidentelle au radon pendant l’entreposage et le
transport vers le laboratoire de traitement. Les capteurs issus du même lot de DSTN doivent être
révélés et comptés comme décrit aux étapes i) à j). Il convient que le nombre de capteurs utilisés
soit suffisant pour déterminer n . Il convient généralement d’utiliser au moins 10 capteurs, ou 1 %
b
du nombre total de capteurs disponibles par lot de fabrication, en fonction de la cohérence du bruit
de fond des capteurs au sein de chaque lot;
l) détermination de l’activité volumique moyenne par calcul.
A.5.2 Grandeurs d’influence
Outre les grandeurs d’influence citées dans l’IEC 61577-1 et l’ISO 11665-1, il faut tenir compte des
suivantes:
a) l’exposition directe d’un capteur à configuration ouverte: dans un environnement intérieur à forte
teneur en aérosols (cuisine, salle de bain, cave, etc.), celle-ci peut entraîner une pollution de la
10 © ISO 2020 – Tous droits réservés
surface du capteur et ainsi donner lieu à des résultats potentiellement invalides. L’utilisation de
chambres fermées est recommandée dans de tels environnements;
b) le facteur d’équilibre: dans une configuration ouverte, l’activité volumique des descendants du
[9][10]
radon, ainsi que la variation du facteur d’équilibre, doivent être prises en compte . Il faut soit
mesurer le facteur d’équilibre, soit utiliser un capteur en configuration fermée;
c) les effets du vieillissement du DSTN: pour éviter les effets du vieillissement, le capteur doit être
utilisé avant la date de péremption indiquée par le fabricant.
A.5.3 Étalonnage
En l’absence d’un facteur d’étalonnage indiqué par le fabricant, chaque lot de capteurs doit être étalonné
lors de sa réception.
Pour un lot de capteurs, l’étalonnage consiste à exposer un nombre statistiquement significatif de
capteurs, généralement au moins 10 capteurs choisis au hasard dans chaque lot de fabrication, à des
atmosphères de référence et à leur appliquer le même traitement chimique ou électrochimique et le
même comptage des traces que ceux utilisés pour les échantillons de mesure. Éviter de se fier aux
données fournies par le fabricant, à moins d’avoir vérifié que les méthodes de traitement utilisées
reproduisent exactement celles du fabricant. Il convient que le nombre de capteurs utilisés soit suffisant
pour déterminer F . Il convient généralement d’utiliser au moins 10 capteurs, ou 1 % du nombre total
c
de capteurs disponibles par lot de fabrication, en fonction de la cohérence des résultats d’étalonnage
des capteurs au sein de chaque lot. Le résultat est le facteur d’étalonnage. Il s’agit du rapport entre la
densité des traces (traces/cm ) et l’exposition à l’activité volumique du radon dans une atmosphère
de référence (Bq⋅h/m ). Ce facteur d’étalonnage est exprimé en (traces par centimètre carré) par
2 3
(becquerels heures par mètre cube) ([traces/cm ] par [Bq⋅h/m ]).
Simultanément à cet étalonnage, un mesurage du bruit de fond doit être réalisé sur dix capteurs du
même lot.
Dans le cas d’un capteur à configuration ouverte, le facteur d’étalonnage, F , doit prendre en compte
c
la valeur du facteur d’équilibre de l’atmosphère de référence. Des fluctuations peuvent également
apparaître dans le résultat en raison de l’absence de protection du capteur, en un milieu très humide
ou chargé en aérosols. À titre indicatif, les facteurs de conversion rencontrés dans la littérature vont
2 3 2 3 [10]
de 0,000 5 traces/cm par Bq⋅h/m à 0,004 traces/cm par Bq⋅h/m , en fonction du type de capteur .
A.6 Expression des résultats
A.6.1 Activité volumique moyenne du radon
L’activité volumique moyenne du radon est obtenue par la Formule (1). Cela conduit à la Formule (A.1):
Cn=−n ⋅ =−nn ⋅=ωωavec (A.1)
() ()
gb gb
tS⋅⋅F tS⋅⋅F
DSTN c DSTN c
Pour la valeur la plus précise, n est déterminée empiriquement à partir de la lecture de n capteurs non
b
exposés au radon et ayant subi les mêmes traitements physico-chimiques et de comptage. La valeur de
n peut également être donnée par le fabricant.
b
A.6.2 Incertitude-type
L’incertitude-type sur C est obtenue à partir de la Formule (2). Cela conduit à la Formule (A.2):
n
b
22 2
uC()=+n ⋅+ωωCu⋅ (A.2)
()
g rel
n
avec
22 2
uuω = Fu+ S
() () ()
relrel c rel DSTN
L’incertitude sur la durée du prélèvement est considérée comme négligeable.
Pour le calcul des limites caractéristiques [voir l'ISO 11929 (toutes les parties)], il faut connaître uC() ,
c’est-à-dire l’incertitude-type sur C en fonction de sa valeur vraie, calculée par la Formule (A.3):
C 1
222
uC()=+n ⋅+1 ⋅+ωωCu⋅ (A.3)
()
b
rel
ω n
A.6.3 Seuil de décision
∗
Le seuil de décision, C , est obtenu à partir de la Formule (A.3) pour C= 0 [voir l'ISO 11929 (toutes les
parties)].
Ceci conduit à la Formule (A.4):
∗
Ck=⋅uk()01=⋅ω⋅⋅n + (A.4)
11−−αα b
n
α = 0,05 avec k = 1,65 est souvent choisi par défaut.
1−α
A.6.4 Limite de détection
#
La limite de détection, C , est calculée comme indiqué dans la Formule (A.5) [voir l'ISO 11929 (toutes
les parties)]:
#
##∗ ∗ #2
C 1
2 2
CC=+ku⋅ CC=+k ⋅+n ⋅+1 ⋅+ω C ⋅⋅u ()ω (A.5)
()
11−ββ− b rel
ω n
#
La limite de détection peut être calculée en résolvant la Formule (A.5) pour C ou, plus simplement, par
# ∗
itération avec une approximation de départ C =⋅2 C dans les termes de la pa
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.