ISO 6980-2:2023
(Main)Nuclear energy — Reference beta-particle radiation — Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field
Nuclear energy — Reference beta-particle radiation — Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field
This document specifies methods for the measurement of the absorbed-dose rate in a tissue-equivalent slab phantom in the ISO 6980 reference beta-particle radiation fields. The energy range of the beta-particle-emitting isotopes covered by these reference radiations is 0,22 MeV to 3,6 MeV maximum beta energy corresponding to 0,07 MeV to 1,2 MeV mean beta energy. Radiation energies outside this range are beyond the scope of this document. While measurements in a reference geometry (depth of 0,07 mm or 3 mm at perpendicular incidence in a tissue‑equivalent slab phantom) with an extrapolation chamber used as primary standard are dealt with in detail, the use of other measurement systems and measurements in other geometries are also described, although in less detail. However, as noted in ICRU 56, the ambient dose equivalent, H*(10), used for area monitoring, and the personal dose equivalent, Hp(10), as used for individual monitoring, of strongly penetrating radiation, are not appropriate quantities for any beta radiation, even that which penetrates 10 mm of tissue (Emax > 2 MeV). This document is intended for those organizations wishing to establish primary dosimetry capabilities for beta particles and serves as a guide to the performance of dosimetry with an extrapolation chamber used as primary standard for beta‑particle dosimetry in other fields. Guidance is also provided on the statement of measurement uncertainties.
Énergie nucléaire — Rayonnement bêta de référence — Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs fondamentales caractérisant le champ de rayonnement
Le présent document spécifie les méthodes de mesurage du débit de dose absorbée dans un fantôme-plaque en matériau équivalent tissu dans les champs de rayonnement bêta de référence traités dans la série ISO 6980. La plage d’énergie des isotopes émetteurs de particules bêta couverte par ces rayonnements de référence est comprise entre 0,22 MeV et 3,6 MeV en énergie bêta maximale, soit 0,07 MeV à 1,2 MeV en énergie bêta moyenne. Les énergies de rayonnement situées hors de cette plage ne relèvent pas du domaine d’application du présent document. Alors que les mesures dans une géométrie de référence (profondeur de 0,07 mm ou de 3 mm à une incidence perpendiculaire dans un fantôme-plaque équivalent aux tissus) avec une chambre à extrapolation en tant qu’étalon primaire sont traitées en détail, l’utilisation d’autres systèmes de mesure et la réalisation de mesures dans d’autres géométries sont également décrites, mais de façon moins détaillée. Comme le souligne toutefois le rapport ICRU 56 de l'ICRU (de l’anglais «International Commission on Radiation Units and Measurements», Commission internationale des unités et mesures radiologiques), l’équivalent de dose ambiant, H*(10), et l’équivalent de dose individuel, Hp(10), utilisés respectivement pour la surveillance de zone et pour la surveillance individuelle dans le cas de rayonnements fortement pénétrants ne sont pas des grandeurs appropriées pour un rayonnement bêta, même pour un rayonnement capable de traverser une épaisseur de tissu de 10 mm (Emax > 2 MeV). Le présent document est destiné aux organisations qui souhaitent développer des compétences en dosimétrie primaire pour les particules bêta et il constitue un guide pour la dosimétrie avec chambre à extrapolation en tant qu’étalon primaire s’appliquant à la dosimétrie des particules bêta dans d’autres domaines. Des recommandations relatives à l’expression des incertitudes de mesure sont également fournies.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6980-2
Third edition
2023-11
Nuclear energy — Reference beta-
particle radiation —
Part 2:
Calibration fundamentals related to
basic quantities characterizing the
radiation field
Énergie nucléaire — Rayonnement bêta de référence —
Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs
fondamentales caractérisant le champ de rayonnement
Reference number
© ISO 2023
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms and reference and standard test conditions .3
5 Calibration and traceability of reference radiation fields . 6
6 General principles for calibration of beta‑particle radiation fields .6
6.1 General . 6
6.2 Scaling to derive equivalent thicknesses of various materials . 7
6.3 Characterization of the radiation field in terms of penetrability. 8
7 Calibration procedures using an extrapolation chamber . 8
7.1 General . 8
7.2 Determination of the reference beta-particle absorbed-dose rate . 9
8 Calibration with ionization chambers .10
9 Measurements at non-perpendicular incidence .10
10 Uncertainties .10
Annex A (normative) Reference conditions and standard test conditions .19
Annex B (informative) Extrapolation chamber measurements .21
Annex C (informative) Extrapolation chamber measurement correction factors .25
Annex D (informative) Example of an uncertainty analysis .37
Bibliography .41
iii
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of 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
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies,
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This third edition of ISO 6980-2 cancels and replaces ISO 6980-2:2022, of which it constitutes a minor
revision.
The main changes are as follows:
— editorial changes throughout the document.
A list of all the parts in the ISO 6980 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
Introduction
ISO 6980 series covers the production, calibration, and use of reference beta-particle radiation fields for
the calibration of dosemeters and dose-rate meters for protection purposes. This document describes
the procedures for the determination of absorbed dose rate to a reference depth of tissue from reference
beta particle radiation fields. ISO 6980-1 describes methods of production and characterization of the
reference radiation. ISO 6980-3 describes procedures for the calibration of dosemeters and dose-rate
meters and the determination of their response as a function of beta-particle energy and angle of beta-
particle incidence.
For beta particles, the calibration and the determination of the response of dosemeters and dose-rate
meters is essentially a three-step process. First, the basic field quantity, absorbed dose to tissue
at a depth of 0,07 mm (and optionally also at a depth of 3 mm) in a tissue-equivalent slab geometry
is measured at the point of test, using methods described in this document. Then, the appropriate
operational quantity is derived by the application of a conversion coefficient that relates the quantity
measured (reference absorbed dose) to the selected operational quantity for the selected irradiation
geometry. Finally, the reference point of the device under test is placed at the point of test for the
calibration and determination of the response of the dosemeter. Depending on the type of dosemeter
under test, the irradiation is either carried out on a phantom or free-in-air for personal and area
dosemeters, respectively. For individual and area monitoring, this document describes the methods and
the conversion coefficients to be used for the determination of the response of dosemeters and dose-
rate meters in terms of the ICRU operational quantities, i.e., directional dose equivalent, H′(0,07;Ω) and
H′(3;Ω), as well as personal dose equivalent, H (0,07) and H (3).
p p
v
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6980-2:2023(E)
Nuclear energy — Reference beta-particle radiation —
Part 2:
Calibration fundamentals related to basic quantities
characterizing the radiation field
1 Scope
This document specifies methods for the measurement of the absorbed-dose rate in a tissue-equivalent
slab phantom in the ISO 6980 reference beta-particle radiation fields. The energy range of the beta-
particle-emitting isotopes covered by these reference radiations is 0,22 MeV to 3,6 MeV maximum
beta energy corresponding to 0,07 MeV to 1,2 MeV mean beta energy. Radiation energies outside
this range are beyond the scope of this document. While measurements in a reference geometry
(depth of 0,07 mm or 3 mm at perpendicular incidence in a tissue-equivalent slab phantom) with an
extrapolation chamber used as primary standard are dealt with in detail, the use of other measurement
systems and measurements in other geometries are also described, although in less detail. However,
[5]
as noted in ICRU 56 , the ambient dose equivalent, H*(10), used for area monitoring, and the personal
dose equivalent, H (10), as used for individual monitoring, of strongly penetrating radiation, are not
p
appropriate quantities for any beta radiation, even that which penetrates 10 mm of tissue (E > 2 MeV).
max
This document is intended for those organizations wishing to establish primary dosimetry capabilities
for beta particles and serves as a guide to the performance of dosimetry with an extrapolation chamber
used as primary standard for beta-particle dosimetry in other fields. Guidance is also provided on the
statement of measurement uncertainties.
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 29661, Reference radiation fields for radiation protection — Definitions and fundamental concepts
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 29661, ISO/IEC Guide 99 and
the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
extrapolation curve
curve given by a plot of the corrected ionization current versus the extrapolation chamber depth
3.2
ionization chamber
ionizing radiation detector consisting of a chamber filled with a suitable gas (almost always air), in
which an electric field, insufficient to induce gas multiplication, is provided for the collection at the
electrodes of charges associated with the ions and electrons produced in the measuring volume of the
detector by ionizing radiation
Note 1 to entry: The ionization chamber includes the measuring volume, the collecting and polarizing electrodes,
the guard electrode, if any, the chamber wall, the parts of the insulator adjacent to the sensitive volume and any
additional material placed in front of the ionization chamber to simulate measurement at depth.
3.3
extrapolation (ionization) chamber
ionization chamber (3.2) capable of having an ionization volume which is continuously variable to
a vanishingly small value by changing the separation of the electrodes and which allows the user to
extrapolate the measured ionization density to zero collecting volume
3.4
ionization density
measured ionization per unit volume of air
3.5
leakage current
Ι
B
ionization chamber (3.2) current measured at the operating bias voltage in the absence of radiation
3.6
maximum beta energy
E
max
highest value of the energy of beta particles emitted by a particular radionuclide which can emit one or
several continuous spectra of beta particles with different maximum energies
3.7
mean beta energy
E
mean
fluence averaged energy of the beta particle spectrum at the calibration distance free in air
3.8
parasitic current
Ι
p
negative current produced by beta particles stopped in the collecting portion of the collecting electrode
and diffusing to this electrode and the wire connecting this electrode to the electrometer connector
3.9
phantom
artefact constructed to simulate the scattering properties of the human body or parts of the human
body such as the extremities
Note 1 to entry: A phantom can be used for the definition of a quantity and made of artificial materi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6980-2
Troisième édition
2023-11
Énergie nucléaire — Rayonnement
bêta de référence —
Partie 2:
Concepts d'étalonnage en relation
avec les grandeurs fondamentales
caractérisant le champ de
rayonnement
Nuclear energy — Reference beta-particle radiation —
Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities
characterizing the radiation field
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2023
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations; conditions de référence et conditions normales d’essai .4
5 Étalonnage et traçabilité des champs de rayonnement de référence .6
6 Principes généraux relatifs à l’étalonnage de champs de rayonnement bêta .7
6.1 Généralités . 7
6.2 Changement d’échelle pour la déduction des épaisseurs équivalentes de différents
matériaux . 7
6.3 Caractérisation du champ de rayonnement en termes de pénétrabilité . 8
7 Modes opératoires d’étalonnage avec une chambre à extrapolation .9
7.1 Généralités . 9
7.2 Détermination du débit de dose absorbée de référence de particules bêta . 9
8 Étalonnages avec des chambres d’ionisation .11
9 Mesurages sous incidence non perpendiculaire .11
10 Incertitudes .11
Annexe A (normative) Conditions de référence et conditions normales d’essai .21
Annexe B (informative) Mesurages avec une chambre à extrapolation .23
Annexe C (informative) Facteurs de correction des mesures réalisées avec une chambre
à extrapolation .27
Annexe D (informative) Exemple d’une analyse d’incertitude .40
Bibliographie . 44
iii
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité
et à l’applicabilité de tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n’avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l’adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié tout ou partie de tels droits de brevet.
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 www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette troisième édition de l’ISO 6980-2 annule et remplace l’ISO 6980-2:2022, dont elle constitue une
révision mineure.
Les principales modifications sont les suivantes:
— modifications rédactionnelles dans l’ensemble du document.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 6980 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
Introduction
La série ISO 6980 traite de la production, de l’étalonnage et de l’utilisation de champs de rayonnement
bêta de référence pour l’étalonnage des dosimètres et des débitmètres de dose à des fins de protection.
Le présent document décrit les modes opératoires de détermination du débit de dose absorbée dans les
tissus à une profondeur de référence, pour les champs de rayonnement bêta de référence. L’ISO 6980-1
décrit les méthodes de production et de caractérisation du rayonnement de référence. L’ISO 6980-3
décrit les modes opératoires pour l’étalonnage des dosimètres et des débitmètres de dose, et la
détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des particules bêta et de l’angle d’incidence du
rayonnement.
Pour les particules bêta, l’étalonnage et la détermination de la réponse des dosimètres et des
débitmètres de dose est essentiellement un processus en trois étapes. Tout d’abord, la grandeur
fondamentale caractéristique du champ de rayonnement, à savoir la dose absorbée dans les tissus
à une profondeur de 0,07 mm (et, facultativement, à une profondeur de 3 mm également) dans une
géométrie de «fantôme-plaque» en matériau équivalent tissu, est mesurée au niveau du point de mesure
en utilisant les méthodes décrites dans le présent document. Ensuite, la grandeur opérationnelle
appropriée est obtenue en appliquant un coefficient de conversion qui lie la grandeur mesurée (dose
absorbée de référence) à la grandeur opérationnelle choisie pour la géométrie d’irradiation choisie.
Enfin, le point de référence de l’appareil soumis à essai est placé au point de mesure pour étalonner le
dosimètre et déterminer sa réponse. Selon le type de dosimètre soumis à essai, l’irradiation est réalisée
soit sur un fantôme pour les dosimètres individuels, soit dans l’air en champ non perturbé pour les
dosimètres de zone. Pour les surveillances individuelles et de zone, le présent document décrit les
méthodes et les coefficients de conversion à utiliser pour la détermination de la réponse des dosimètres
et des débitmètres de dose, en termes de grandeurs opérationnelles de l’ICRU, à savoir les équivalents
de dose directionnels H′(0,07;Ω) et H′(3;Ω), et les équivalents de dose individuels H (0,07) et H (3).
p p
v
NORME INTERNATIONALE ISO 6980-2:2023(F)
Énergie nucléaire — Rayonnement bêta de référence —
Partie 2:
Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs
fondamentales caractérisant le champ de rayonnement
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les méthodes de mesurage du débit de dose absorbée dans un fantôme-
plaque en matériau équivalent tissu dans les champs de rayonnement bêta de référence traités
dans la série ISO 6980. La plage d’énergie des isotopes émetteurs de particules bêta couverte par
ces rayonnements de référence est comprise entre 0,22 MeV et 3,6 MeV en énergie bêta maximale,
soit 0,07 MeV à 1,2 MeV en énergie bêta moyenne. Les énergies de rayonnement situées hors de cette
plage ne relèvent pas du domaine d’application du présent document. Alors que les mesures dans
une géométrie de référence (profondeur de 0,07 mm ou de 3 mm à une incidence perpendiculaire
dans un fantôme-plaque équivalent aux tissus) avec une chambre à extrapolation en tant qu’étalon
primaire sont traitées en détail, l’utilisation d’autres systèmes de mesure et la réalisation de mesures
dans d’autres géométries sont également décrites, mais de façon moins détaillée. Comme le souligne
[5]
toutefois le rapport ICRU 56 de l'ICRU (de l’anglais «International Commission on Radiation Units
and Measurements», Commission internationale des unités et mesures radiologiques), l’équivalent
de dose ambiant, H*(10), et l’équivalent de dose individuel, H (10), utilisés respectivement pour la
p
surveillance de zone et pour la surveillance individuelle dans le cas de rayonnements fortement
pénétrants ne sont pas des grandeurs appropriées pour un rayonnement bêta, même pour un
rayonnement capable de traverser une épaisseur de tissu de 10 mm (E > 2 MeV).
max
Le présent document est destiné aux organisations qui souhaitent développer des compétences en
dosimétrie primaire pour les particules bêta et il constitue un guide pour la dosimétrie avec chambre à
extrapolation en tant qu’étalon primaire s’appliquant à la dosimétrie des particules bêta dans d’autres
domaines. Des recommandations relatives à l’expression des incertitudes de mesure sont également
fournies.
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 29661, Champs de rayonnement de référence pour la radioprotection — Définitions et concepts
fondamentaux
Guide ISO/IEC 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 29661 et du Guide ISO/IEC 99
ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
courbe d’extrapolation
courbe donnée par un tracé du courant d’ionisation corrigé en fonction de la profondeur de la chambre
à extrapolation
3.2
chambre d’ionisation
détecteur de rayonnements ionisants constitué d’une chambre remplie d’un gaz approprié (le plus
souvent de l’air) dans laquelle un champ électrique d’intensité insuffisante pour provoquer une
multiplication gazeuse est généré, permettant la collection, sur les électrodes, des charges as
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.