ISO/TS 18090-1:2015
(Main)Radiological protection — Characteristics of reference pulsed radiation — Part 1: Photon radiation
Radiological protection — Characteristics of reference pulsed radiation — Part 1: Photon radiation
ISO/TS 18090-1:2015 is directly applicable to pulsed X-radiation with pulse duration of 0,1 ms up to 10 s. This covers the whole range used in medical diagnostics at the time of publication. Some specifications may also be applicable for much shorter pulses; one example is the air kerma of one pulse. Such a pulse may be produced, e.g. by X-ray flash units or high-intensity femtosecond-lasers. Other specifications are not applicable for much shorter pulses; one example is the time-dependent behaviour of the air kerma rate. This may not be measurable for technical reasons as no suitable instrument is available, e.g. for pulses produced by a femtosecond-laser. ISO/TS 18090-1:2015 specifies the characteristics of reference pulsed radiation for calibrating and testing radiation protection dosemeters and dose rate meters with respect to their response to pulsed radiation. The radiation characteristics includes the following: a) time-dependent behaviour of the air kerma rate of the pulse; b) time-dependent behaviour of the X-ray tube high voltage during the pulse; c) uniformity of the air kerma rate within a cross-sectional area of the radiation beam; d) air kerma of one radiation pulse; e) air kerma rate of the radiation pulse; f) repetition frequency. ISO/TS 18090-1:2015 does not define new radiation qualities. Instead, it uses those radiation qualities specified in existing ISO and IEC standards. This part of ISO/TS 18090 gives the link between the parameters for pulsed radiation and the parameters for continuous radiation specifying the radiation qualities. It does not specify specific values or series of values for the pulsed radiation field but specifies only those limits for the relevant pulsed radiation parameters that are required for calibrating dosemeters and dose rate meters and for determining their response depending on the said parameters. The pulse parameters with respect to the phantom-related quantities were determined using conversion coefficients according to ISO 4037 (all parts). This is possible as the radiation qualities specified in existing ISO and IEC standards are used. A given reference pulsed X-ray facility is characterized by the parameter ranges over which the full specifications and requirements according to this part of ISO/TS 18090 are met. Therefore, not all reference pulsed X-ray facilities can produce pulses covering the same parameter ranges.
Radioprotection — Caractéristiques des champs de rayonnement pulsés de référence — Partie 1: Radiation de photons
L'ISO/TS 18090-1:2015 s'applique directement au rayonnement X pulsé ayant une durée d'impulsion comprise entre 0,1 ms et 10 s. Cela couvre toute la gamme utilisée en diagnostic médical au moment de la publication. Certaines spécifications peuvent également s'appliquer à des impulsions beaucoup plus courtes; un exemple est le kerma dans l'air d'une impulsion. Une telle impulsion peut être produite, par exemple, par des générateurs de rayons X « éclair » ou des lasers femtoseconde intenses. D'autres spécifications ne s'appliquent pas aux impulsions beaucoup plus courtes; un exemple est le comportement du débit kerma dans l'air en fonction du temps. Il se peut qu'il ne soit pas mesurable pour des raisons techniques, car aucun instrument approprié n'est disponible, par exemple pour des impulsions produites par un laser femtoseconde. L'ISO/TS 18090-1:2015 spécifie les caractéristiques d'un rayonnement pulsé de référence pour l'étalonnage et les essais de dosimètres de radioprotection et de débitmètres de dose par rapport à leur réponse à un rayonnement pulsé. Les caractéristiques du rayonnement comprennent ce qui suit: a) le comportement en fonction du temps du débit de kerma dans l'air de l'impulsion; b) le comportement en fonction du temps de la haute tension du tube à rayons X pendant l'impulsion; c) l'uniformité du débit de kerma dans l'air dans une section transversale du faisceau de rayonnement; d) le kerma dans l'air d'une impulsion de rayonnement; e) le débit de kerma dans l'air de l'impulsion de rayonnement; f) la fréquence de répétition. L'ISO/TS 18090-1:2015 ne définit pas de nouvelles qualités de rayonnement. Au lieu de cela, elle utilise les qualités de rayonnement spécifiées dans les normes ISO et IEC existantes. L'ISO/TS 18090-1:2015 indique la relation entre les paramètres relatifs à un rayonnement pulsé et les paramètres relatifs à un rayonnement continu spécifiant les qualités de rayonnement. Elle ne stipule pas de valeurs spécifiques ni de séries de valeurs pour le champ de rayonnement pulsé, mais spécifie uniquement les limites pour les paramètres pertinents de rayonnement pulsé qui sont requis pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres de dose et pour la détermination de leur réponse en fonction desdits paramètres.
General Information
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 18090-1
First edition
2015-08-01
Radiological protection —
Characteristics of reference pulsed
radiation —
Part 1:
Photon radiation
Radioprotection — Caractéristiques des champs de rayonnement
pulsés de référence —
Partie 1: Radiation de photons
Reference number
ISO/TS 18090-1:2015(E)
©
ISO 2015
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ISO/TS 18090-1:2015(E)
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© ISO 2015, Published in Switzerland
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ISO/TS 18090-1:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Characteristics of reference pulsed radiation . 5
4.1 General . 5
4.2 Time-dependent air kerma rate characteristics of the radiation pulse . 5
4.2.1 Requirements . 5
4.2.2 Method of test . 6
4.2.3 Interpretation of the results . 7
4.3 Time-dependent high voltage characteristics of the radiation pulse . 7
4.3.1 Requirement . 7
4.3.2 Method of test . 7
4.3.3 Interpretation of the results . 7
4.4 Space dependent air kerma characteristics of the radiation pulse. 7
4.4.1 Requirement on field uniformity across the beam area . 7
4.4.2 Method of test . 7
4.4.3 Interpretation of the results . 8
4.5 Filtration . 8
4.6 Equivalence of measured radiation pulse and trapezoidal pulse . . 8
4.6.1 Requirements . 8
4.6.2 Method of test . 8
4.6.3 Interpretation of the results . 8
4.7 Constancy of air kerma rate during the pulse plateau time . 9
4.7.1 Requirement . 9
4.7.2 Method of test . 9
4.7.3 Interpretation of results . 9
5 Dosimetry of pulsed reference radiation .11
5.1 General requirements on the instrument .11
5.2 Air kerma rate dependence of the instrument response .11
5.2.1 General.11
5.2.2 Requirement .11
5.2.3 Method of test and interpretation of the results .11
5.3 Size of the sensitive volume of the instrument .12
5.4 Air kerma of the radiation pulse .12
5.5 Dose equivalent of the radiation pulse .12
5.6 Radiation pulse air kerma rate .12
5.7 Radiation pulse dose equivalent rate .12
Annex A (informative) Diode-detector and associated amplifier .13
Annex B (informative) Determination of the equivalent trapezoid radiation pulse .15
Bibliography .17
© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO/TS 18090-1:2015(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies, and
radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
ISO/TS 18090 consists of the following parts, under the general title Radiological protection —
Characteristics of reference pulsed radiation:
— Part 1: Photon radiation
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/TS 18090-1:2015(E)
Introduction
The specification and determination of the special characteristics required for radiation protection
dosemeters to be used in pulsed fields of ionizing radiation have been excluded from all International
Standards for personal and environmental dosemeters issued so far. Due to the increased use of pulsed
radiation in medicine and industry, such International Standards are currently under development. A
prerequisite for such International Standards is the availability of the required reference fields for pulsed
radiation. This Technical Specification provides the necessary information for such reference fields.
The concept is based on the existing standards for radiation qualities defined in ISO and IEC standards.
It only adds the parameters of the pulsed field and gives some guidance for their determination.
Therefore, no new radiation qualities are defined, only the link between the parameters for pulsed
radiation and the parameters for continuous radiation are given. The main required parameters for
pulsed radiation fields are the following:
— radiation pulse duration, t ;
pulse
— radiation pulse air kerma rate, K ;
a,pulse
— air kerma per radiation pulse, K ;
a,pulse
— for repeated pulses, their repetition frequency, f .
pulse
The pulse parameters were determined by using an equivalent trapezoidal radiation pulse, which is
equivalent with respect to air kerma and air kerma rate. Reference pulsed radiation is characterized by
specified maximum deviations of the given pulse from the equivalent trapezoidal radiation pulse and
by requirements concerning the change of radiation quality during the given radiation pulse.
The pulse parameters with respect to the phantom related quantities were determined using conversion
coefficients according to ISO 4037 (all parts).
This publication contains information for which worldwide experience is not available at the date
of its development. Therefore, it was decided to publish it as a Technical Specification. It is expected
that within the following years, experience will be gained and the maintenance of this Technical
Specification could lead to an International Standard.
© ISO 2015 – All rights reserved v
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 18090-1:2015(E)
Radiological protection — Characteristics of reference
pulsed radiation —
Part 1:
Photon radiation
1 Scope
This part of ISO/TS 18090 is directly applicable to pulsed X-radiation with pulse duration of 0,1 ms
up to 10 s. This covers the whole range used in medical diagnostics at the time of publication. Some
specifications may also be applicable for much shorter pulses; one example is the air kerma of one pulse.
Such a pulse may be produced, e.g. by X-ray flash units or high-intensity femtosecond-lasers. Other
specifications are not applicable for much shorter pulses; one example is the time-dependent behaviour
of the air kerma rate. This may not be measurable for technical reasons as no suitable instrument is
available, e.g. for pulses produced by a femtosecond-laser.
This part of ISO/TS 18090 specifies the characteristics of reference pulsed radiation for calibrating and
testing radiation protection dosemeters and dose rate meters with respect to their response to pulsed
radiation. The radiation characteristics includes the following:
a) time-dependent behaviour of the air kerma rate of the pulse;
b) time-dependent behaviour of the X-ray tube high voltage during the pulse;
c) uniformity of the air kerma rate within a cross-sectional area of the radiation beam;
d) air kerma of one radiation pulse;
e) air kerma rate of the radiation pulse;
f) repetition frequency.
This part of ISO/TS 18090 does not define new radiation qualities. Instead, it uses those radiation
qualities specified in existing ISO and IEC standards. This part of ISO/TS 18090 gives the link between
the parameters for pulsed radiation and the parameters for continuous radiation specifying the
radiation qualities. It does not specify specific values or series of values for the pulsed radiation field but
specifies only those limits for the relevant pulsed radiation parameters that are required for calibrating
dosemeters and dose rate meters and for determining their response depending on the said parameters.
The pulse parameters with respect to the phantom-related quantities were determined using
conversion coefficients according to ISO 4037 (all parts). This is possible as the radiation qualities
specified in existing ISO and IEC standards are used.
A given reference pulsed X-ray facility is characterized by the parameter ranges over which the full
specifications and requirements according to this part of ISO/TS 18090 are met. Therefore, not all
reference pulsed X-ray facilities can produce pulses covering the same parameter ranges.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO/TS 18090-1:2015(E)
ISO 4037-1:1996, X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and
for determining their response as a function of photon energy — Part 1: Radiation characteristics and
production methods
ISO 4037-2:1997, X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for
determining their response as a function of photon energy — Part 2: Dosimetry for radiation protection
over the energy ranges from 8 keV to 1,3 MeV and 4 MeV to 9 MeV
IEC 60050-395:2014, International Electrotechnical Vocabulary — Part 395: Nuclear instrumentation:
Physical phenomena, basic concepts, instruments, systems, equipment and detectors
IEC 61267:2005, Medical diagnostic X-ray equipment — Radiation conditions for use in the determination
of characteristics
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in IEC 60050-395:2014 and the
following apply.
3.1
air kerma per radiation pulse
K
a, pulse
air kerma value of one radiation pulse at a point in the photon radiation field
3.2
continuous radiation
ionizing radiation with a constant dose rate at a given point in space
for time intervals longer than 10 s
3.3
dose equivalent per radiation pulse
H
pulse
dose equivalent value of one radiation pulse at a point in the photon radiation field
3.4
equivalent trapezoidal radiation pulse
trapezoidal radiation pulse that is considered to be equivalent to the given radiation pulse
3.5
field uniformity
F
uni
uniformity of the air kerma distribution determined across a defined area
KK−
a, pulse, maxa, pulse, min
F =−1
uni
KK
05, ×+
()
a, a,
pulse, max pulse, min
where
K is the maximum air kerma value attributed to one radiation pulse occurring across the
a, pulse, max
defined area;
K is the minimum air kerma value attributed to one radiation pulse occurring across the
a, pulse, min
defined area.
Note 1 to entry: The defined area can be the whole beam diameter or only parts of it, e.g. those covered by the
dosemeter under test.
Note 2 to entry: Full field uniformity is equivalent to F = 1. No field uniformity, that is a variation of K
uni a, pulse
between 0 and K , is equivalent to F = 0.
a, pulse, max uni
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/TS 18090-1:2015(E)
3.6
pulse peak mean voltage
U
pulse, peak, mean
mean value of the sequence of X-ray tube voltages, U , measured during the radiation pulse peak time
i
n
peak
1
U = U
∑
pulse, peak, mean i
n
peak
i=1
where
U is the i-th measured value;
i
n is the number of measurements of the X-ray tube voltage.
peak
3.7
pulse repetition frequency
f
pulse
number of pulses in a periodic pulse train divided by the duration of the train
[SOURCE: IEV 702-03-07, modified]
Note 1 to entry: This version of this part of ISO/TS 18090 deals only with single pulses, but it might be extended
in the future to repeated pulses, therefore, this definition is already given here.
3.8
pulse train
discrete sequence of a finite number of pulses
[SOURCE: IEV 702-03-11, modified]
Note 1 to entry: The sequence can be periodic or non-periodic.
3.9
pulsed radiation
ionizing radiation which never has a constant dose rate at a given
point in space for time intervals longer than 10 s
3.10
radiation pulse base duration
radiation pulse base width
t
pulse, base
interval of time between the first and last instants at which the instantaneous air kerma rate value of
the equivalent trapezoidal pulse deviates from zero
Note 1 to entry: The value zero of the equivalent trapezoidal pulse is equal to the baseline of the measured pulse.
3.11
radiation pulse duration
radiation pulse width
t
pulse
interval of time between the first and last instants at which the instantaneous air kerma rate value of
the equivalent trapezoidal pulse reaches 50 % of its maximum value
3.12
radiation pulse fall time
t
pulse, fall
interval of time between the last instants at which the instantaneous air kerma rate value of the
equivalent trapezoidal pulse reaches 80 % and 20 % of its maximum value
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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ISO/TS 18090-1:2015(E)
3.13
radiation pulse air kerma rate
K
a,pulse
quotient of the air kerma per radiation pulse and the radiation pulse duration at a point in the photon
radiation field
Note 1 to entry: The air kerma per radiation pulse can be measured either by an integral measurement with an
ionization chamber or time resolved by a suitable instrument, both calibrated in terms of air kerma.
3.14
radiation pulse dose equivalent rate
H
a, pulse
quotient of the dose equivalent per radiation pulse and the radiation pulse duration at a point in the
photon radiation field
Note 1 to entry: The dose equivalent per radiation pulse can be measured either by an integral measurement with
an ionization chamber or time resolved by a suitable instrument, both calibrated in terms of the relevant quantity.
3.15
radiation pulse peak voltage ripple
U
pulse, peak, ripple
standard deviation of the sequence of X-ray tube voltages, U , measured during the radiation pulse peak
i
time
n
peeak
2
1
U = UU−
()
∑
pulse, peak, ripple i pulse, peak, mean
n − 1
peak i
=1
where
U is the i-th measured value of the X-ray tube voltage;
i
n is the number of measurements;
peak
U is the pulse peak mean voltage.
pulse, peak, mean
3.16
radiation pulse peak time
pulse peak time
t
pulse, peak
interval of time between the first and last instants at which the instantaneous air kerma rate value of
the equivalent trapezoidal pulse reaches 80 % of its maximum val
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 18090-1
Première édition
2015-08-01
Radioprotection — Caractéristiques
des champs de rayonnement pulsés
de référence —
Partie 1:
Radiation de photons
Radiological protection — Characteristics of reference pulsed
radiation —
Part 1: Photon radiation
Numéro de référence
ISO/TS 18090-1:2015(F)
©
ISO 2015
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ISO/TS 18090-1:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO/TS 18090-1:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Caractéristiques d’un champ pulsé de référence . 5
4.1 Généralités . 5
4.2 Caractéristiques de l’impulsion de rayonnement en termes de débit de kerma dans
l’air en fonction du temps . 6
4.2.1 Exigences . 6
4.2.2 Méthode d’essai . 6
4.2.3 Interprétation des résultats . 7
4.3 Caractéristiques de l’impulsion de rayonnement en termes de haute tension en
fonction du temps . 7
4.3.1 Exigence. 7
4.3.2 Méthode d’essai . 8
4.3.3 Interprétation des résultats . 8
4.4 Caractéristiques de l’impulsion de rayonnement en termes de débit de kerma dans
l’air en fonction de l’espace . 8
4.4.1 Exigence d’uniformité du champ sur toute la surface du faisceau . 8
4.4.2 Méthode d’essai . 8
4.4.3 Interprétation des résultats . 8
4.5 Filtration . 9
4.6 Équivalence de l’impulsion de rayonnement mesurée et de l’impulsion trapézoïdale . 9
4.6.1 Exigences . 9
4.6.2 Méthode d’essai . 9
4.6.3 Interprétation des résultats . 9
4.7 Constance du débit de kerma dans l’air pendant le temps de plateau de l’impulsion .10
4.7.1 Exigence.10
4.7.2 Méthode d’essai .10
4.7.3 Interprétation des résultats .10
5 Dosimétrie d’un rayonnement pulsé de référence .12
5.1 Exigences générales relatives à l’instrument .12
5.2 Dépendance de la réponse de l’instrument au débit de kerma dans l’air .12
5.2.1 Généralités .12
5.2.2 Exigence.12
5.2.3 Méthode d’essai et interprétation des résultats .12
5.3 Dimensions du volume utile de l’instrument .13
5.4 Kerma dans l’air de l’impulsion de rayonnement .13
5.5 Équivalent de dose de l’impulsion de rayonnement .13
5.6 Débit de kerma dans l’air de l’impulsion de rayonnement .13
5.7 Débit d’équivalent de dose de l’impulsion de rayonnement .13
Annexe A (informative) Détecteur à diode et amplificateur associé .14
Annexe B (informative) Détermination de l’impulsion de rayonnement
trapézoïdale équivalente .16
Bibliographie .18
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TS 18090-1:2015(F)
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 appelée 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 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
L’ISO/TS 18090 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Radioprotection —
Caractéristiques des champs de rayonnement pulsés de référence:
— Partie 1: Rayonnement photonique
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO/TS 18090-1:2015(F)
Introduction
La spécification et la détermination des caractéristiques particulières requises pour les dosimètres
de radioprotection devant être utilisés dans des champs pulsés de rayonnements ionisants ont été
exclues de toutes les Normes internationales relatives aux dosimètres individuels et environnementaux
publiées jusqu’à présent. En raison de l’utilisation accrue de rayonnements pulsés en médecine et dans
l’industrie, de telles Normes internationales sont actuellement en cours d’élaboration. Une condition
préalable pour de telles Normes internationales est la disponibilité des champs de référence requis
pour les rayonnements pulsés. La présente Spécification technique fournit les informations nécessaires
pour de tels champs de référence.
Le concept est fondé sur les normes existantes relatives aux qualités de rayonnements définies dans des
normes ISO et IEC. Il ajoute uniquement les paramètres du champ pulsé et fournit des lignes directrices
pour leur détermination. Par conséquent, aucune nouvelle qualité de rayonnement n’est définie;
seule la relation entre les paramètres relatifs aux rayonnements pulsés et les paramètres relatifs aux
rayonnements continus est donnée. Les principaux paramètres requis pour les champs de rayonnement
pulsés sont les suivants:
— durée de l’impulsion du rayonnement, t ;
impulsion
— débit de kerma dans l’air de l’impulsion de rayonnement, K ;
a,impulsion
— kerma dans l’air par impulsion de rayonnement, K ;
a,impulsion
— pour des impulsions répétées, leur fréquence de répétition, f .
impulsion
Les paramètres d’impulsion ont été déterminés en utilisant une impulsion de rayonnement trapézoïdale
équivalente, qui est équivalente en termes de kerma dans l’air et de débit de kerma dans l’air. Le
rayonnement pulsé de référence est caractérisé par des écarts maximaux spécifiés de l’impulsion
donnée par rapport à l’impulsion de rayonnement trapézoïdale équivalente et par des exigences
concernant la variation de qualité de rayonnement pendant l’impulsion de rayonnement donnée.
Les paramètres d’impulsion par rapport aux grandeurs relatives au fantôme ont été déterminés en
utilisant des coefficients de conversion conformément à l’ISO 4037 (toutes les parties).
La présente publication contient des informations pour lesquelles une expérience à l’échelle mondiale
n’était pas disponible au moment de son élaboration. Par conséquent, il a été décidé de la publier en
tant que Spécification technique. On s’attend à ce qu’une expérience soit acquise durant les prochaines
années et la maintenance de la présente Spécification technique pourrait conduire à une Norme
internationale.
© ISO 2015 – Tous droits réservés v
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 18090-1:2015(F)
Radioprotection — Caractéristiques des champs de
rayonnement pulsés de référence —
Partie 1:
Radiation de photons
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO/TS 18090 s’applique directement au rayonnement X pulsé ayant une durée
d’impulsion comprise entre 0,1 ms et 10 s. Cela couvre toute la gamme utilisée en diagnostic médical
au moment de la publication. Certaines spécifications peuvent également s’appliquer à des impulsions
beaucoup plus courtes; un exemple est le kerma dans l’air d’une impulsion. Une telle impulsion peut être
produite, par exemple, par des générateurs de rayons X « éclair » ou des lasers femtoseconde intenses.
D’autres spécifications ne s’appliquent pas aux impulsions beaucoup plus courtes; un exemple est le
comportement du débit kerma dans l’air en fonction du temps. Il se peut qu’il ne soit pas mesurable
pour des raisons techniques, car aucun instrument approprié n’est disponible, par exemple pour des
impulsions produites par un laser femtoseconde.
La présente partie de l’ISO/TS 18090 spécifie les caractéristiques d’un rayonnement pulsé de référence
pour l’étalonnage et les essais de dosimètres de radioprotection et de débitmètres de dose par rapport
à leur réponse à un rayonnement pulsé. Les caractéristiques du rayonnement comprennent ce qui suit:
a) le comportement en fonction du temps du débit de kerma dans l’air de l’impulsion;
b) le comportement en fonction du temps de la haute tension du tube à rayons X pendant l’impulsion;
c) l’uniformité du débit de kerma dans l’air dans une section transversale du faisceau de rayonnement;
d) le kerma dans l’air d’une impulsion de rayonnement;
e) le débit de kerma dans l’air de l’impulsion de rayonnement;
f) la fréquence de répétition.
La présente partie de l’ISO/TS 18090 ne définit pas de nouvelles qualités de rayonnement. Au lieu
de cela, elle utilise les qualités de rayonnement spécifiées dans les normes ISO et IEC existantes. La
présente partie de l’ISO/TS 18090 indique la relation entre les paramètres relatifs à un rayonnement
pulsé et les paramètres relatifs à un rayonnement continu spécifiant les qualités de rayonnement. Elle
ne stipule pas de valeurs spécifiques ni de séries de valeurs pour le champ de rayonnement pulsé, mais
spécifie uniquement les limites pour les paramètres pertinents de rayonnement pulsé qui sont requis
pour l’étalonnage des dosimètres et des débitmètres de dose et pour la détermination de leur réponse
en fonction desdits paramètres.
Les paramètres d’impulsion par rapport aux grandeurs relatives au fantôme ont été déterminés en
utilisant des coefficients de conversion conformément à l’ISO 4037 (toutes les parties). Ceci est possible
car les qualités de rayonnement spécifiées dans des normes ISO et IEC existantes sont utilisées.
Une installation de référence donnée à rayons X pulsés est caractérisée par les plages de paramètres
sur lesquelles sont satisfaites l’ensemble des spécifications et des exigences de la présente partie de
l’ISO/TS 18090. Par conséquent, les installations de référence à rayons X pulsés ne peuvent pas toutes
produire des impulsions couvrant les mêmes plages de paramètres.
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2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application 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 4037-1:1996, Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des dosimètres et des
débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des photons — Partie 1:
Caractéristiques des rayonnements et méthodes de production
ISO 4037-2:1997, Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des dosimètres et des
débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des photons — Partie 2:
Dosimétrie pour la radioprotection dans les gammes d’énergie de 8 keV à 1,3 MeV et de 4 MeV à 9 MeV
IEC 60050-395:2014, Vocabulaire électrotechnique international — Partie 395: Instrumentation nucléaire:
phénomènes physiques, notions fondamentales, instruments, systèmes, équipements et détecteurs
IEC 61267:2005, Équipement de diagnostic médical à rayonnement X — Conditions de rayonnement pour
utilisation dans la détermination des caractéristiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’IEC 60050-395:2014 ainsi
que les suivants s’appliquent.
3.1
kerma dans l’air par impulsion de rayonnement
K
a, impulsion
valeur de kerma dans l’air pour une impulsion de rayonnement en un point du champ de
rayonnement photonique
3.2
rayonnement continu
rayonnement ionisant ayant un débit de dose
constant en un point donné de l’espace pendant des intervalles de temps supérieurs à 10 s
3.3
équivalent de dose par impulsion de rayonnement
H
impulsion
valeur d’équivalent de dose pour une impulsion de rayonnement en un point du champ de
rayonnement photonique
3.4
impulsion de rayonnement trapézoïdale équivalente
impulsion de rayonnement trapézoïdale qui est considérée comme étant équivalente à une impulsion de
rayonnement donnée
3.5
uniformité du champ
F
uni
uniformité de la distribution de kerma dans l’air déterminée dans une zone définie
KK−
a,impulsion, max a, impulsion, min
F =−1
uni
K K
05, × +
()a, a,
impulsioon, max impulsion, min
où
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K est la valeur maximale de kerma dans l’air attribuée à une impulsion de rayonne-
a, impulsion,
ment se produisant dans la zone définie;
max
K est la valeur minimale de kerma dans l’air attribuée à une impulsion de rayonne-
a, impulsion,
ment se produisant dans la zone définie.
min
Note 1 à l’article: La zone définie peut être la totalité du diamètre du faisceau ou seulement des parties de celui-ci,
par exemple celles couvertes par le dosimètre en essai.
Note 2 à l’article: Une uniformité totale du champ est équivalente à F = 1. L’absence d’uniformité du champ,
uni
c’est-à-dire une variation de K entre 0 et K , est équivalente à F = 0.
a, impulsion a, impulsion, max uni
3.6
tension crête moyenne de l’impulsion
U
impulsion, crête, moyenne
moyenne des valeurs de tensions, U , d’un tube à rayons X mesurées pendant la durée de la crête de
i
l’impulsion de rayonnement
n
crête
1
U = U
∑
impulsion, crête, moyenne i
n
crête
i=1
où
U est la i-ème valeur mesurée;
i
n est le nombre de mesurages de la tension du tube à rayons X.
crête
3.7
fréquence de répétition d’impulsions
f
impulsion
quotient du nombre d’impulsions dans un train d’impulsions périodiques par la durée de l’intervalle de
temps occupé par ce train
[SOURCE: VEI 702-03-07, modifiée]
Note 1 à l’article: Cette version de la présente partie de l’ISO/TS 18090 traite uniquement d’impulsions uniques,
mais elle pourrait être étendue dans le futur à des impulsions répétées; par conséquent, cette définition est déjà
donnée dans le présent document.
3.8
train d’impulsions
suite d’impulsions en nombre fini
[SOURCE: VEI 702-03-11, modifiée]
Note 1 à l’article: La suite peut être périodique ou non périodique.
3.9
rayonnement pulsé
rayonnement ionisant qui n’a jamais un débit de
dose constant en un point donné de l’espace pendant des intervalles de temps supérieurs à 10 s
3.10
durée de base d’une impulsion de rayonnement
largeur de base d’une impulsion de rayonnement
t
impulsion, base
durée de l’intervalle de temps entre les premier et dernier instants auxquels la valeur instantanée du
débit de kerma dans l’air de l’impulsion trapézoïdale équivalente s’écarte de zéro
Note 1 à l’article: La valeur zéro de l’impulsion trapézoïdale équivalente est égale à la ligne de base de
l’impulsion mesurée.
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3.11
durée d’une impulsion de rayonnement
largeur d’une impulsion de rayonnement
t
impulsion
durée de l’intervalle de temps entre les premier et dernier instants auxquels la valeur instantanée du
débit de kerma dans l’air de l’impulsion trapézoïdale équivalente atteint 50 % de sa valeur maximale
3.12
temps de descente d’une impulsion de rayonnement
t
impulsion, descente
durée de l’intervalle de temps entre les instants auxquels la valeur instantanée du débit de kerma dans
l’air de l’impulsion trapézoïdale équivalente atteint 80 % et 20 % de sa valeur maximale
3.13
débit de kerma dans l’air d’une impulsion de rayonnement
K
a,impulsion
quotient du kerma dans l’air par impulsion de rayonnement par la durée de l’impulsion de rayonnement
en un point du champ de rayonnement photonique
Note 1 à l’article: Le kerma dans l’air par impulsion de rayonnement peut être mesuré soit par une mesure
intégrale avec une chambre d’ionisation ou en fonction du temps par un instrument approprié, tous deux
étalonnés en termes de kerma dans l’air.
3.14
débit d’équivalent de dose d’une impulsion de rayonnement
H
a, impulsion
quotient de l’équivalent de dose par impulsion de rayonnement par la durée de l’impulsion de
rayonnement en un point du champ de rayonnement photonique
Note 1 à l’article: L’équivalent de dose par impulsion de rayonnement peut être mesuré soit par une mesure
intégrale avec une chambre d’ionisation ou en fonction du temps par un instrument approprié, tous deux
étalonnés en termes de grandeur pertinente.
3.15
ondulation de la tension de crête d’une impulsion de rayonnement
U
impulsion, crête, ondulation
écart-type de la distribution des valeurs de tensions, U , d’un tube à rayons X mesurées pendant la durée
i
de crête de l’impulsion de rayonnement
n
crête
2
1
U = UU−
()
∑
impulsion, crête, ondulation i impulsion, crêtee, moyenne
n − 1
crête
i=1
où
U est la i-ème valeur mesurée de la tension du tube à rayons X;
i
n est le nombre de mesurages;
crête
U est la tension crête moyenne de l’impulsion.
impulsion, crête, moyenne
3.16
temps de crête d’une impulsion de rayonnement
temps de crête d’une impulsion
t
impulsion, crête
durée de l’intervalle de temps entre les premier et dernier instants auxquels la valeur instantanée du
débit de kerma dans l’air de l’impulsion trapézoïdale équivalente atteint 80 % de sa valeur maximale
Note 1 à l’article: Le temps de crête d’une impulsion de rayonnement est la durée de l’intervalle de temps entre la
fin du temps de montée et le début du temps de descente de l’impulsion trapézoïdale équivalente.
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3.17
temps de plateau d’une impulsion de rayonnement
t
impulsion, plateau
durée de l’intervalle de temps auquel la valeur instantanée du débit de kerma dans l’air de l’impulsion
trapézoïdale équivalente atteint sa valeur maximale
3.18
temps de montée d’une impulsion de rayonnement
t
impulsion, montée
durée de l’intervalle de temps entre les premiers instants auxquels la valeur instantanée du débit de
kerma dans l’air de l’impulsion trapézoïdale équivalente atteint 20 % et 80 % de sa valeur maximale
3.19
impulsion trapézoïdale
impulsion unidirectionnelle ayant un gradient constant pendant la montée de zéro à sa valeur
maximale, restant pendant un temps donné à sa valeur maximale et ayant un gradient constant pendant
sa descente de la valeur maximale à zéro
Note 1 à l’article: Voir Figure 1.
Figure 1 — Impulsion de rayonnement trapézoïdale équivalente avec les paramètres pertinents
4 Caractéristiques d’un champ pulsé de référence
4.1 Généralités
La caractérisation de l’impulsion de rayonnement nécessite le mesurage en fonction du temps du débit
de kerma dans l’air et de la haute tension du tube pendant l’impulsion et le mesurage en fonction de la
distribution spatiale au sein du faisceau du kerma dans l’air dû à l’impulsion. En général, ces mesurages
ne peuvent pas être réalisés avec un seul instrument.
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4.2 Caractéristiques de l’impulsion de rayonnement en termes de débit de kerma dans
l’air en fonction du temps
4.2.1 Exigences
La somme du temps de montée de l’impulsion et du temps de descente de l’impulsion ne doit pas
dépasser 0,6 fois la durée de l’impulsion:
tt+≤ 06, ×t (1)
impulsion, montéeimpulsion, descente impulsion
Les valeurs de débit de kerma dans l’air de l’impulsion, indiquées en fonction du temps, K ,
a,impulsion, ind
et la durée de l’impulsion de rayonnement, t , doivent être déterminées.
impulsion
4.2.2 Méthode d’essai
Le débit de kerma dans l’air indiqué en fonction du temps pendant l’impulsion, K , doit être
a,impulsion, ind
mesuré avec un instrument offrant une résolution temporelle meilleure que 2 % de la durée de
l’impulsion de rayonnement, t . Il est important de synchroniser l’échelle de temps avec les
impulsion
mesurages de la haute tension en fonction du temps (voir 4.3.2). La grandeur mesurée doit être le kerma
dans l’air « en espace libre », K . Un étalonnage absolu de l’instrument n’est pas requis car seules les
a
valeurs de réponse relative présentent un intérêt. La réponse de l’instrument par rapport au débit de
kerma dans l’air doit être constante, à ±5 % près, sur l’étendue de mesure requise (voir 5.2). La surface
sensible de l’instrument doit être petite, au maximum de 1 cm × 1 cm. Un exemple est un détecteur à
diode à semi-conducteurs avec un préamplificateur approprié (voir Annexe A). L’instrument doit être
placé dans l’axe du faisceau. Un exemple de résultat de mesure schématique est illustré à la Figure 2.
La filtration du tube à rayons X doit être au moins la filtration inhérente selon l’ISO 4037-1:1996 ou
l’IEC 61267:2005. Déterminer la séquence de valeurs indiquées du débit de kerma dans l’air pendant
l’impulsion de rayonnement pour toute durée d’impulsion et toute haute tension prévues,
indépendamment de la filtration réelle. A partir de chacune de ces séquences, l’impulsion trapézoïdale
équivalente doit être déterminée (voir Annexe B), puis la durée d’impulsion, t , la valeur du débit
impulsion
de kerma dans l’air de l’impulsion, K , et les durées t et t .
impulsion, montée impulsion, descente
a,impulsion, ind
Dans la plage d’énergie allant de l’énergie maximale des photons selon la haute tension jusqu’au
tiers de cette énergie, il convient que la réponse de l’instrument en termes de kerma dans l’air en
fonction de l’énergie des photons soit aussi faible que possible, par exemple en utilisant un filtre de
compensation d’énergie.
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ISO/TS 18090-1:2015(F)
NOTE Le débit de kerma dans l’air mesuré est converti en une impulsion de rayonnement trapézoïdale
équivalente.
Figure 2 — Résultat d’un mesurage en fonction du temps du débit de kerma dans l’air pendant
l’impulsion avec une diode à semi-conducteurs et un oscilloscope
NOTE Paramètres de l’impulsion déterminés pour la Figure 2:
t = 63 μs,
impulsion, montée
t = 52 μs,
i
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.