ISO 4037-4:2004

X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy - Part 4: Calibration of area and personal dosemeters in low energy X reference radiation fields

ISO 4037-4:2004 gives guidelines on additional aspects of the characterization of low energy photon radiations. ISO 4037-4:2004 also describes procedures for calibration and determination of the response of area and personal dose(rate)meters as a function of photon energy and angle of incidence. ISO 4037-4:2004 concentrates on the accurate determination of conversion coefficients from air kerma to Hp(10) and H*(10) for the spectra of low energy photon radiations. As an alternative to the use of conversion coefficients, the direct calibration in terms of these quantities by means of appropriate reference instruments is described.

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 4: Étalonnage des dosimètres de zone (ou d'ambiance) et individuels dans des champs de référence X de faible énergie

L'ISO 4037-4:2004 donne des indications concernant les aspects complémentaires sur la caractérisation des rayonnements de photons de faible énergie. L'ISO 4037-4:2004 décrit également les procédures pour l'étalonnage et la détermination de la réponse des dosimètres ou débitmètres de zone (d'ambiance) et individuels en fonction de l'énergie des photons et de l'angle d'incidence. L'ISO 4037-4:2004 traite de la détermination précise des coefficients de conversion du kerma dans l'air aux équivalents de dose Hp(10) et H*(10) pour les spectres de rayonnement de photons de faible énergie. Une méthode d'étalonnage direct de ces grandeurs au moyen d'instruments de référence appropriés est donnée comme alternative à l'utilisation des coefficients de conversion.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 05-Oct-2004
• Withdrawal Date: 05-Oct-2004
• ICS: 17.240 - Radiation measurements
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 2/WG 2 - Reference radiations fields
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 18-Jan-2019
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revised: ISO 4037-4:2019 - Radiological protection - X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy - Part 4: Calibration of area and personal dosemeters in low energy X reference radiation fields
• Effective Date: 01-Mar-2014

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4037-4
First edition
2004-10-15
X and gamma reference radiation for
calibrating dosemeters and doserate
meters and for determining their
response as a function of photon
energy —
Part 4:
Calibration of area and personal
dosemeters in low energy X reference
radiation fields
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 4: Étalonnage des dosimètres de zone (ou d'ambiance) et
individuels dans des champs de référence X de faible énergie

Reference number
©
ISO 2004
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Published in Switzerland
ii © ISO 2004 – All rights reserved

Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 2
4 Symbols (and abbreviated terms) . 2
5 General procedures for calibrating and determining response. 4
6 Characterisation and production of low energy X-ray reference radiations . 4
6.1 General. 4
6.2 Tube potential. 4
6.3 Field uniformity and scattered radiation . 5
6.4 Spectral fluence and conversion coefficients . 5
7 Dosimetry of low energy reference radiations. 6
7.1 General. 6
7.2 Operation of the standard instruments . 6
7.2.1 Instruments for the measurement of air kerma . 6
7.2.2 Instruments for the measurement of the dose-equivalent quantities defined in ICRU 51 . 6
8 Calibration and determination of the response as a function of photon energy and angle
of radiation incidence. 6
8.1 General. 6
8.2 Selection of calibration method . 7
8.3 Calibration by using reference instruments for K . 7
a
8.3.1 General. 7
8.3.2 Conventionally true value of the measurand air kerma. 7
8.3.3 Conventionally true value of the measurands dose-equivalent quantities H (0,07) and
p
H′(0,07) . 8
8.3.4 Conventionally true value of the measurands dose-equivalent quantities H (10) and
p
H*(10). 8
8.3.5 Performing the calibration . 10
8.4 Calibration by using reference instruments which measure the ICRU dose-equivalent
quantities . 10
8.4.1 General. 10
8.4.2 Conventionally true value of the measurands dose-equivalent quantities H (10) and
p
H*(10). 10
8.4.3 Performing the calibration . 12
8.5 Statement of uncertainty. 12
Annex A (normative) Correction for air density . 13
Annex B (informative) Measurement of pulse height spectra. 17
Bibliography . 19

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 4037-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,
Radiation protection.
ISO 4037 consists of the following parts, under the general title 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
 Part 2: Dosimetry for radiation protection over the energy ranges from 8 keV to 1,3 MeV and 4 MeV to
9 MeV
 Part 3: Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function
of energy and angle of incidence
 Part 4: Calibration of area and personal dosemeters in low energy X reference radiation fields
iv © ISO 2004 – All rights reserved

Introduction
This part of ISO 4037 is closely related to the three other parts of ISO 4037. The first, ISO 4037-1, describes
the methods of production and characterisation of the photon reference radiations. The second, ISO 4037-2,
describes the dosimetry of the reference radiations and the third, ISO 4037-3, describes procedures for
calibrating and determining the response of dosemeters and doserate meters in terms of the International
Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) operational quantities [1, 2, 3] for radiation
protection purposes.
This part of ISO 4037 is the fourth part of the series, and it describes special procedures for low energy X
reference radiation fields. In ISO 4037-3, all the dose quantities used are based on the air kerma K free in air.
a
Either K is the selected measuring quantity, or one of the dose-equivalent quantities H′(0,07), H (0,07),
a p
H (10) and H*(10) is determined using conversion coefficients from air kerma K to the appropriate
p a
dose-equivalent quantity. For the dose-equivalent quantities H'(0,07) and H (0,07), this procedure is
p
associated with only a small additional uncertainty, because the conversion coefficients depend only slightly
on the photon energy and angle of radiation incidence for the ranges given in ISO 4037-3. Therefore, for these
dose-equivalent quantities, no special attention is given for the low energy X reference radiation fields. For the
two other dose-equivalent quantities H (10), and H*(10), this is different. For them, the use of conversion
p
coefficients can be associated with large additional uncertainties if low energy X reference radiation fields are
considered; see the remark already given in these cases in ISO 4037-3. This is because the conversion
coefficients depend strongly on the photon energy and the angle of radiation incidence. For nominally the
same radiation quality as defined in ISO 4037-1, the conversion coefficients can differ by several tens of
percent. A detailed description of all the measurements and methods necessary to avoid these additional
uncertainties is given by Ankerhold et al. [4, 5] and by Behrens [6].
NOTE For irradiation of the whole body, H (10) and H*(10) are relevant for radiation protection, as long as they are
p
closer to their limit than H′(0,07) and H (0,07). This is the case down to about 15 keV.
p
.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 4037-4:2004(E)

X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters
and doserate meters and for determining their response as a
function of photon energy —
Part 4:
Calibration of area and personal dosemeters in low energy X
reference radiation fields
1 Scope
This part of ISO 4037 gives guidelines on additional aspects of the characterization of low energy photon
radiations. This part of ISO 4037 also describes procedures for calibration and determination of the response
of area and personal dose(rate)meters as a function of photon energy and angle of incidence. This part of
ISO 4037 concentrates on the accurate determination of conversion coefficients from air kerma to H (10) and
p
H*(10) for the spectra of low energy photon radiations. As an alternative to the use of conversion coefficients,
the direct calibration in terms of these quantities by means of appropriate reference instruments is described.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 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
ISO 4037-3:1999, X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for
determining their response as a function of photon energy — Part 3: Calibration of area and personal
dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence
BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, 1995
ICRU Report 51:1993, Quantities and Units in Radiation Protection Dosimetry, International Commission on
Radiation Units and Measurements, Bethesda, Maryland 20814, USA
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4037-3 and the following apply.
3.1
low energy X-ray reference radiation
all radiation qualities as specified in ISO 4037-1 and ISO 4037-3 with nominal tube potentials up to and
including 30 kV
NOTE These radiation qualities are all continuous reference filtered radiations and fluorescence radiations.
3.2
spectral fluence
distribution of fluence Φ with respect to photon energy E
dΦ
Φ =
E
dE
3.3
spectral air kerma
distribution of air kerma, K with respect to photon energy E
a
dK
a
Κ =
()
a
E
dE
3.4
pulse height spectrum
dN/dQ
distribution of number of pulses N with respect to charge Q generated in the detector
3.5
spectral-fluence response function
function R(E, Q) describing the relationship between spectral-fluence Φ and the pulse height spectrum,
E
dN/dQ
E
dN max
=⋅R(,EQ) Φ dE
Ε
∫
E
dQ
3.6
unfolding
determination of the spectral-fluence Φ from the (measured) pulse height spectrum, dN/dQ
E
3.7
spectral-fluence response matrix
matrix where each column represents the response function R(E, Q) for photons with energy E
4 Symbols (and abbreviated terms)
The symbols (and abbreviated terms) used are given in Table 1.
2 © ISO 2004 – All rights reserved

Table 1 — Symbols (and abbreviated terms)
Symbol Meaning Unit
ρ air density kg/m
3 3
ρ air density under reference conditions: ρ = 1,1974 kg/m kg/m
0 0
ρ air density prevailing during irradiation kg/m
irr
ρ air density prevailing during determination of the conventionally true value of the kg/m
con
measurand
ρ air density prevailing during calibration of the instrument kg/m
cal
ρ air density prevailing during calibration of the monitor chamber kg/m
MC
ρ air density prevailing during the spectral measurements kg/m
spec
∆ρ change of air density kg/m
α angle of radiation incidence to the normal of the phantom surface ° (degree)
∆α change of angle of radiation incidence ° (degree)
U tube potential V
∆U change in tube potential V
T air temperature K
T air temperature under reference conditions: T = 293,15 K (equivalent to 20 °C) K
0 0
r relative air humidity —
r relative air humidity under reference conditions: r = 0,65 (equivalent to 65 %) —
0 0
p air pressure kPa
p air pressure under reference conditions: p = 101,3 kPa kPa
0 0
m gradient of the gradient m(d) m /kg
d air
m(d ) gradient for distance d m /kg
air air
m(1,0 m) gradient for distance 1,0 m m /kg
K air kerma free in air Gy
a
k(ρ, M) air density correction factor for measurand M —
H (10) personal dose-equivalent at 10 mm depth Sv
p
H (0,07) personal dose-equivalent at 0,07 mm depth Sv
p
H*(10) ambient dose-equivalent at 10 mm depth Sv
H′(0,07) directional dose-equivalent at 0,07 mm depth Sv
h (10, α) conversion coefficient from K to H (10) for angle of radiation incidence α Sv/Gy
p, K a p
h* (10) conversion coefficient from K to H*(10) Sv/Gy
K a
E photon energy eV
d distance from the beam exit window of the X-ray tube to the monitor chamber m
MC
d distance from the beam exit window of the X-ray tube to the point of test m
air
−2 −1
Φ (E) spectral fluence at the photon energy E m ⋅eV
E
N number of pulses generated in the detector —
Q charge Q generated in the detector by one photon C
2 −1
R(E, Q) response function m ⋅C
5 General procedures for calibrating and determining response
All criteria and procedures in Parts 1 to 3 of ISO 4037 are based on the measuring quantity air kerma, K , free
a
in air. Either K is the selected measuring quantity or one of the dose-equivalent quantities H′(0,07), H (0,07),
a p
H (10) and H*(10) is determined using conversion coefficients from air kerma K to it. K is measured using a
p a a
secondary standard or other appropriate instruments exactly calibrated. For the dose-equivalent quantities
H'(0,07) and H (0,07), this procedure is associated with only a small additional uncertainty, because, for the
p
ranges given in ISO 4037-3, the conversion coefficients depend only slightly on the photon energy and the
angle of radiation incidence. Therefore, the only correction given for them for the low energy X reference
radiation fields, in addition to Parts 1 to 3 of ISO 4037, is the air density correction and the same applies to the
air kerma K free in air. For the two other dose-equivalent quantities H (10) and H*(10), this is different. For
a p
them, the use of conversion coefficients can be associated with large additional uncertainties if low energy X
reference radiation fields are considered, see the remarks already given in these cases in ISO 4037-3:1999 in
Tables 9 to 11, 28 to 30 and 32. This is because the conversion coefficients h (10, α) and h* (10) depend
K
pK
strongly on the photon energy, and h (10, α) depends in addition on the angle of radiation incidence. For
pK
nominally the same radiation quality as defined in ISO 4037-1, the conversion coefficients can differ by
several tens of percent.
There are two possible approaches to overcome this deficiency. For method I, a spectrometer is used to
measure the spectrum of the radiation quality under consideration. From this spectrum, the exact conversion
coefficient can be calculated and applied to the measured value of air kerma, K , free in air. For method II, a
a
special standard chamber for H (10) or H*(10) is used. This chamber must have, for these quantities, a
p
similarly small variation in response with energy and, for H (10), in-addition angle dependence of the
p
response as required for the standard instrument for air kerma K free in air in ISO 4037-2:1997, 4.3.
a
This part of ISO 4037 defines the conditions that must be met to use one of the two methods and the
experimental steps to be used for the selected method. If a monitor chamber (see ISO 4037-2:1997, 8.2) is
used as a transfer device, additional corrections must be applied for differences in the air density prevailing
during calibration of the monitor chamber and during calibration of the instrument under test. This part of
ISO 4037 does not give advice on the construction of the instruments necessary for both methods. Examples
for the instruments and the experimental steps for both methods are given by Ankerhold et al. [4, 5], Behrens
[6] and Duftschmid et al. [7].
6 Characterization and production of low energy X-ray reference radiations
6.1 General
This clause specifies the characteristics by which a laboratory can produce the reference filtered X radiations
given in ISO 4037-1 for the given purposes. For various influence quantities, data are given on the change
which causes a change of the measurand of 2 %. These data shall either be interpreted as limits for the
deviation from its nominal value or, where possible, as a criterion for the necessity of corrections.
The requirements given in ISO 4037-1:1996, 4.1.2, paragraph 5 (mean energies within ± 5 % and resolution
within ± 15 % of the values given in Tables 3, 4 and 5 of ISO 4037-1) must not be used for the quantities
H (10) or H*(10) for low energy reference radiations, as they are not sufficient in these cases and shall be
p
replaced by the requirements in this clause.
6.2 Tube potential
This subclause is relevant for methods I and II. The dose-equivalent quantities H (10) and H*(10) are, for low
p
energy X radiation, more sensitive to the tube potential than the air kerma, K , free in air. Table 2 gives values
a
for the change of tube potential that cause a change in the value of the conversion coefficient of 2 %, if all
other parameters are unchanged. For methods I and II, the requirements on the absolute value of the tube
potential (given in ISO 4037-1:1996, 4.2.2) of ± 2 % are sufficient, but the change in tube voltage must not
exceed the limits given in Table 2.
4 © ISO 2004 – All rights reserved

NOTE All calculations in this subclause are based on the following assumptions. Firstly, for the purpose of calculating
changes of the value of the conversion coefficient to the dose-equivalent quantity, H (10) or H*(10), for a given radiation
p
quality, the respective conversion coefficient can be replaced by the monoenergetic one for the mean energy. Secondly,
the relative change of tube potential and the relative change of the mean energy are equal to each other.
Table 2 — Change of tube potential that causes a change in the value of the conversion coefficients of
2 % for radiation qualities with nominal tube potentials up to and including 30 keV
∆U causing a change of 2 % of ∆U/U causing a change of 2 % of
the conversion coefficient the conversion coefficient
Tube Mean
Radiation b
potential U energy
V %
a
quality
kV keV
h (10, 0°) h (10, 0°)
p,K p,K
h (10, 60°) h (10, 60°)
p,K p,K
h* (10) h* (10)
K K
L-10 10 9,2 12 5,4 0,12 0,054
L-20 20 17,4 150 79 0,74 0,40
L-30 30 26,7 450 320 1,5 1,1
N-10 10 8,9 10 5,6 0,1 0,056
N-15 15 12,7 41 22 0,28 0,15
N-20 20 16,5 130 67 0,63 0,33
N-25 25 20,4 250 150 0,99 0,61
N-30 30 24,7 450 300 1,5 0,99
H-10 10 8,7 9 4,6 0,09 0,046
H-20 20 14,0 83 41 0,41 0,21
H-30 30 20,1 300 180 1,0 0,59
a
See Table 1 of ISO 4037-3:1999.
b
Values were taken from reference [8] in the Bibliography for a distance of 2,5 m, a typical distance for calibrations with respect to
H (10) performed on an ISO water slab phantom.
p
6.3 Field uniformity and scattered radiation
This subclause is relevant for methods I and II. The cross-sectional area of the reference-radiation beam
should be sufficient to completely irradiate area dosemeters and doserate meters, or the phantom used for the
calibration of personal dosemeters. The variation of the air kerma rate over the beam area shall be less than
5 %, and the contribution of scattered radiation to the total air kerma rate shall be less than 5 % (see
ISO 4037-1:1996, 4.5). Test 1 of ISO 4037-1:1996, 4.5.3.1 shall not be performed, because the corrections for
air attenuation are large and can only be performed if the spectral fluence is known.
6.4 Spectral fluence and conversion coefficients
This subclause is relevant for method I only. For every radiation quality, the knowledge of the spectral fluence
is necessary to determine the conversion coefficient from air kerma to the measurand under consideration for
the X-ray facility used. In informative Annex B, an example for the determination of the spectral fluence is
given. The spectral fluence is converted to a spectral air kerma by folding the spectral fluence with the
monoenergetic fluence to air-kerma conversion coefficients. This spectral air kerma is then folded with the
monoenergetic conversion coefficients for the respective measurand (see ISO 4037-3) to get the spectral
H (10) or H*(10) distribution which is then integrated to get the actual conversion coefficient. The conversion
p
coefficients obtained are valid only for the air density, ρ , prevailing during the spectral measurements.
spec
7 Dosimetry of low energy reference radiations
7.1 General
The instruments to be used shall be standard instruments as given in Subclause 4.1 of ISO 4037-2:1997. The
general procedures in Clause 5 of ISO 4037-2 and, where appropriate, the procedures applicable to ionization
chambers in Clause 6 of ISO 4037-2:1997, shall be followed. Subclause 7.2.1 is relevant for method I and
subclause 7.2.2 for method II.
7.2 Operation of the standard instruments
7.2.1 Instruments for the measurement of air kerma
This subclause is relevant for method I only. ISO 4037-2 gives detailed guidelines on the operation of the
instruments to be used for the measurement of the air kerma, K , free in air. These guidelines shall be
a
followed.
7.2.2 Instruments for the measurement of the dose-equivalent quantities defined in ICRU 51
7.2.2.1 General
This subclause is relevant for method II only. The instruments to be used for the measurement of the
reference radiation shall be a secondary standard or other appropriate instruments. Generally, this comprises
an ionization chamber assembly and a measuring assembly. The detailed guidelines given in ISO 4037-2 for
instruments to be used for the measurement of the air kerma, K , free in air are transferred here for
a
instruments for the measurands considered in this part of ISO 4037.
7.2.2.2 Calibration
The standard instrument shall be calibrated for the range of energies and for the measurands that are
intended to be used.
7.2.2.3 Energy dependence of the response of the instrument
Above a mean energy (see ISO 4037-1) of 30 keV, the ratio of the maximum to minimum response of the
instrument shall not exceed 1,2 over the energy range for which the standard instrument is to be used. For
mean energies between 8 keV and 30 keV, the limit of this ratio shall not exceed 1,3.
Whenever practical, the reference radiations used to calibrate the secondary standard instrument should be
the same as those used for the calibration of radiation protection instruments.
7.2.2.4 Stability check facility
Where appropriate, a radioactive check source may be used to verify the satisfactory operation of the
instrument prior to periods of use.
8 Calibration and determination of the response as a function of photon energy and
angle of radiation incidence
8.1 General
The general methods given in ISO 4037-3 shall be followed. For an unsealed standard ionization chamber,
this includes corrections for air temperature, pressure and humidity according to ISO 4037-2:1997, 6.7.3.
6 © ISO 2004 – All rights reserved

In this clause, additional requirements and advice on the selection of calibration method are given. Moreover,
for the dose-equivalent quantity H (10), limits are given for the adjustment of the angle of incidence.
p
8.2 Selection of calibration method
This subclause gives information, additional to ISO 4037-2, on the choice of dosimetric method, which can be
used for determination of the conventionally true value of the dose quantities of interest. As explained in
Clause 5, two methods are possible to determine the conventionally true value of the dose quantities of
interest.
Method I, using spectrometry and reference instruments for K , is recommended for those laboratories, which
a
need to achieve an uncertainty of the conventionally true value of about 4 % (k = 2) or less.
Method II, using secondary standard instruments which directly measure dose-equivalent quantities, is
recommended for all other laboratories. The achievable uncertainty is between 4 % and 6 % (k = 2) depending
on the radiation quality.
The time period, starting from the determination of the conventionally true value of the measurand until the
calibration of the instrument under test and the determination of its response as a function of photon energy
and angle of radiation incidence, has to be considered, because the stability of certain parameters over this
period must be maintained.
8.3 Calibration by using reference instruments for K
a
8.3.1 General
This subclause is relevant for method I only. Within the long time period (typically one month or more), from
the determination of the conversion coefficient (see 6.4) to the measurement of the conventionally true value
of the air kerma and the calibration of the instrument, the requirements concerning tube potential of 6.2 must
be followed. In addition, the air density at all measuring events shall be constant within the limits given in
Table 3, otherwise the appropriate corrections given shall be applied.
The additional corrections for the use of a monitor chamber as a transfer device are given.
As an example, Table 3 gives values for the percentage change of air density that cause a change in the
value of the air kerma, K , and the conversion coefficients h (10, 0°), h* (10) and h (10, 60°) of 2 % at
a p, K K p, K
2,5 m distance between the point of test and the focus, and for 0° and 60° radiation incidence. These
conditions are representative for calibrations with respect to H (10) performed on a ISO water sla
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4037-4
Première édition
2004-10-15
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 4:
Étalonnage des dosimètres de zone (ou
d'ambiance) et individuels dans des
champs de référence X de faible énergie
X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and
doserate meters and for determining their response as a function of
photon energy —
Part 4: Calibration of area and personal dosemeters in low energy X
reference radiation fields
Numéro de référence
©
ISO 2004
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles (et abréviations) . 2
5 Procédures générales d'étalonnage et de détermination de la réponse. 4
6 Caractérisation et production des rayonnements X de référence de faible énergie . 4
6.1 Généralités. 4
6.2 Tension du tube . 4
6.3 Uniformité du champ et rayonnement diffusé . 5
6.4 Distribution en énergie de la fluence et coefficients de conversion . 5
7 Dosimétrie des rayonnements de référence de faible énergie. 6
7.1 Généralités. 6
7.2 Mise en œuvre des instruments étalons . 6
7.2.1 Instruments pour la mesure du kerma dans l'air. 6
7.2.2 Instruments pour la mesure des grandeurs d'équivalent de dose définies dans le rapport
ICRU 51. 6
8 Étalonnage et détermination de la réponse en fonction de l'énergie des photons et de
l'angle d'incidence du rayonnement . 7
8.1 Généralités. 7
8.2 Choix de la méthode d'étalonnage. 7
8.3 Étalonnage à l'aide des instruments de référence pour K . 7
a
8.3.1 Généralités. 7
8.3.2 Valeur conventionnellement vraie de la grandeur kerma dans l'air . 8
8.3.3 Valeur conventionnellement vraie des grandeurs d'équivalent de dose H (0,07) et H′(0,07) . 9
p
8.3.4 Valeur conventionnellement vraie des grandeurs d'équivalent de dose H (10) et H′(10) . 9
p
8.3.5 Réalisation de l'étalonnage. 10
8.4 Étalonnage à l'aide d'instruments de référence de mesure des grandeurs d'équivalent de
dose de l'ICRU . 10
8.4.1 Généralités. 10
8.4.2 Valeur conventionnellement vraie des grandeurs d'équivalent de dose H (10) et H*(10). 11
p
8.4.3 Réalisation de l'étalonnage. 12
8.5 Expression des incertitudes . 12
Annexe A (normative) Correction de la masse volumique de l'air. 14
Annexe B (informative) Mesure des distributions d'impulsions. 18
Bibliographie . 21

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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 4037-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,
Radioprotection.
L'ISO 4037 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général 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
 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
 Partie 3: Étalonnage des dosimètres de zone (ou d'ambiance) et individuels et mesurage de leur réponse
en fonction de l'énergie et de l'angle d'incidence
 Partie 4: Étalonnage des dosimètres de zone (ou d'ambiance) et individuels dans des champs de
référence X de faible énergie
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés

Introduction
La présente partie de l'ISO 4037 est en relation directe avec les trois autres parties de l'ISO 4037. La
première, l'ISO 4037-1, décrit les méthodes de production et de caractérisation des rayonnements de
référence de photons. La deuxième, l'ISO 4037-2, décrit la dosimétrie des rayonnements de référence et la
troisième, l'ISO 4037-3, décrit les procédures d'étalonnage et de détermination de la réponse des dosimètres
et des débitmètres en utilisant les grandeurs opérationnelles [1, 2, 3] définies par la Commission
internationale des unités et mesures de rayonnement (ICRU: International Commission on Radiation Units
and Measurements) à des fins de radioprotection.
La présente partie de l'ISO 4037 est la quatrième partie de la série, et elle décrit les procédures particulières
applicables aux champs de rayonnement de référence X de faible énergie. Dans l'ISO 4037-3, toutes les
grandeurs de dose utilisées sont déterminées à partir du kerma dans l'air K en espace libre (free-in-air). Soit
a
le K est la grandeur de mesure choisie, soit l'une des grandeurs d'équivalent de dose H'(0,07), H (0,07),
a p
H (10) et H*(10) est calculée en utilisant les coefficients de conversion du kerma dans l'air K à la grandeur
p a
d'équivalent de dose appropriée. Cette méthode pour déterminer les grandeurs d'équivalent de dose H′(0,07)
et H (0,07) n'induit qu'une faible augmentation de l'incertitude, dans la mesure où les coefficients de
p
conversion sont peu dépendants de l'énergie des photons et de l'angle d'incidence du rayonnement pour les
gammes d'énergie indiquées dans l'ISO 4037-3. Par conséquent, ces grandeurs d'équivalent de dose
n'exigent pas d'attention particulière pour les champs de rayonnement de référence X de faible énergie. La
situation est différente pour les deux autres grandeurs d'équivalent de dose H (10) et H*(10). Dans leur cas,
p
l'utilisation des coefficients de conversion peut être assortie d'incertitudes supplémentaires importantes, pour
les champs de rayonnement de référence X de faible énergie; se reporter à la remarque déjà mentionnée
pour ces cas dans l'ISO 4037-3. Ceci est dû au fait que les coefficients de conversion dépendent étroitement
de l'énergie des photons et de l'angle d'incidence du rayonnement. Pour la même qualité nominale de
rayonnement tel que défini dans l'ISO 4037-1, les coefficients de conversion peuvent diverger de plusieurs
dizaines de pour-cent. Une description détaillée de toutes les mesures et de toutes les méthodes nécessaires
pour éviter ces incertitudes supplémentaires est donnée par Ankerhold et al. [4, 5] et par Behrens [6].
NOTE Pour l'irradiation du corps entier, H (10) et H*(10) sont pertinents pour la radioprotection tant qu'ils sont plus
p
proches de leurs limites que H′(0,07) et H (0,07). Cela est le cas jusqu'à environ 15 keV.
p
NORME INTERNATIONALE ISO 4037-4:2004(F)

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 4:
Étalonnage des dosimètres de zone (ou d'ambiance) et
individuels dans des champs de référence X de faible énergie
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 4037 donne des indications concernant les aspects complémentaires sur la
caractérisation des rayonnements de photons de faible énergie. La présente partie de l'ISO 4037 décrit
également les procédures pour l'étalonnage et la détermination de la réponse des dosimètres ou débitmètres
de zone (d'ambiance) et individuels en fonction de l'énergie des photons et de l'angle d'incidence. La présente
partie de l'ISO 4037 traite de la détermination précise des coefficients de conversion du kerma dans l'air aux
équivalents de dose H (10) et H*(10) pour les spectres de rayonnement de photons de faible énergie. Une
p
méthode d'étalonnage direct de ces grandeurs au moyen d'instruments de référence appropriés est donnée
comme alternative à l'utilisation des coefficients de conversion.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 l,3 MeV et de 4 MeV à 9 MeV
ISO 4037-3:1999, 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 3:
Étalonnage des dosimètres de zone (ou d'ambiance) et individuels et mesurage de leur réponse en fonction
de l'énergie et de l'angle d'incidence
BIPM/CEI/FICC/ISO/OIML/UICPA/UIPPA, Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure, 1995
ICRU Report 51:1993, Quantities and Units in Radiation Protection Dosimetry, International Commission on
Radiation Units and Measurements, Bethesda, Maryland 20814, USA
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 4037-3 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
rayonnement X de référence de faible énergie
ensemble des qualités de rayonnement tel que spécifié dans l'ISO 4037-1 et l'ISO 4037-3 avec des tensions
de tube nominales jusqu'à et y compris 30 kV
NOTE Ces types de rayonnement sont tous des rayonnements filtrés et des rayonnements de fluorescence de
référence.
3.2
distribution en énergie de la fluence
répartition de la fluence Φ en fonction de l'énergie E des photons
dΦ
Φ =
E
dE
3.3
distribution en énergie du kerma dans l'air
répartition du kerma dans l'air K en fonction de l'énergie E des photons
a
dK
a
Κ =
()
a
E
dE
3.4
distribution d'impulsions
dN/dQ
répartition du nombre d'impulsions N en fonction de la charge Q générée dans le détecteur
3.5
fonction de réponse à la distribution en énergie de la fluence (ou fonction de réponse à la fluence
spectrale)
fonction R(E, Q) décrivant la relation entre la distribution en énergie de la fluence Φ et la distribution
E
d'impulsions, dN/dQ
E
dN
max
=⋅R(,EQ) Φ dE
Ε
∫
E
dQ
3.6
déconvolution
détermination de la distribution en énergie de la fluence Φ à partir de la distribution d'impulsions (mesurée),
E
dN/dQ
3.7
matrice réponse de la distribution en énergie de la fluence
matrice dans laquelle chaque colonne représente la fonction réponse R(E, Q) pour les photons d'énergie E
4 Symboles (et abréviations)
Les symboles (et abréviations) utilisés dans la présente norme sont donnés dans le Tableau 1.
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Tableau 1 — Symboles (et abréviations)
Symbole Désignation Unité
ρ masse volumique de l'air kg/m
3 3
ρ masse volumique de l'air dans les conditions de référence: ρ = 1,197 4 kg/m kg/m
0 0
ρ masse volumique de l'air lors de l'irradiation kg/m
irr
masse volumique de l'air lors de la détermination de la valeur conventionnellement vraie du
ρ kg/m
con
mesurande
ρ masse volumique de l'air lors de l'étalonnage de l'instrument kg/m
cal
ρ masse volumique de l'air lors de l'étalonnage de la chambre moniteur kg/m
MC
ρ masse volumique de l'air lors des mesures spectrales kg/m
spec
∆ρ variation de la masse volumique de l'air kg/m
α angle d'incidence du rayonnement par rapport à l'incidence normale à la surface du fantôme ° (degrés)
∆α variation de l'angle d'incidence du rayonnement ° (degrés)
U tension du tube V
∆U variation de la tension du tube V
T température de l'air K
T température de l'air dans les conditions de référence: T = 293,15 K (équivalant à 20 °C) K
0 0
r humidité relative de l'air —
r humidité relative de l'air dans les conditions de référence: r = 0,65 (équivalant à 65 %) —
0 0
p pression de l'air kPa
p pression de l'air dans les conditions de référence: p = 101,3 kPa kPa
0 0
m gradient du gradient m(d) m /kg
d air
m(d ) gradient de la distance d m /kg
air air
m(1,0 m) gradient de la distance 1,0 m M /kg
K kerma dans l'air en espace libre Gy
a
k(ρ, M) facteur de correction de la masse volumique de l'air pour le mesurande M —
H (10) équivalent de dose individuel à une profondeur de 10 mm Sv
p
H (0,07) équivalent de dose individuel à une profondeur de 0,07 mm Sv
p
H*(10) équivalent de dose ambiant à une profondeur de 10 mm Sv
H'(0,07) équivalent de dose directionnel à une profondeur de 0,07 mm Sv
h (10, α) coefficient de conversion de K en H (10) pour l'angle d'incidence α du rayonnement Sv/Gy
p,K a p
h* (10) coefficient de conversion de K en H*(10) Sv/Gy
K a
E énergie des photons eV
d distance entre la fenêtre de sortie des faisceaux du tube à rayons X et la chambre moniteur m
MC
d distance entre la fenêtre de sortie des faisceaux du tube à rayons X et le point de mesure m
air
−2 −1
Φ (E) distribution en énergie de la fluence à l'énergie E des photons m ·eV
E
N nombre d'impulsions générées dans le détecteur —
Q charge Q générée dans le détecteur par un photon C
2 −1
R(E, Q) fonction réponse m ·C
5 Procédures générales d'étalonnage et de détermination de la réponse
Tous les critères et procédures mentionnés dans l'ISO 4037, Parties 1 à 3, se rapportent à la grandeur de
mesure kerma dans l'air en espace libre K . Soit K est la grandeur de mesure choisie ou soit l'une des
a a
grandeurs d'équivalent de dose H′(0,07), H (0,07), H (10) et H*(10) est calculée en utilisant les coefficients de
p p
conversion du kerma dans l'air à la grandeur appropriée. K est mesuré à l'aide d'un étalon secondaire ou
a
d'autres instruments appropriés étalonnés avec précision. Cette méthode pour déterminer les grandeurs
d'équivalent de dose H′(0,07) et H (0,07) n'induit qu'une faible incertitude supplémentaire dans la mesure où,
p
pour les gammes indiquées dans l'ISO 4037-3, les coefficients de conversion dépendent peu de l'énergie des
photons et de l'angle d'incidence du rayonnement. Par conséquent, la seule correction qui s'applique à ces
coefficients pour les champs de rayonnement X de référence de faible énergie, outre les corrections
mentionnées dans l'ISO 4037, Parties 1 à 3, est la correction de la masse volumique de l'air, et la même
correction s'applique au kerma dans l'air en espace libre K . La situation est différente pour les deux autres
a
grandeurs d'équivalent de dose H (10) et H*(10). En l'occurrence, l'utilisation des coefficients de conversion
p
peut induire des incertitudes supplémentaires importantes pour les champs de rayonnement de référence X
de faible énergie; se reporter à la remarque déjà mentionnée pour ces cas dans l'ISO 4037-3:1999,
Tableaux 9 à 11, 28 à 30 et 32. Ceci est dû au fait que les coefficients de conversion h (10, α) et h* (10)
p,K K
dépendent étroitement de l'énergie des photons et de plus h (10, α) dépend de l'angle d'incidence du
p,K
rayonnement. Pour la même qualité nominale de rayonnement tel que défini dans l'ISO 4037-1, les
coefficients de conversion peuvent varier de plusieurs dizaines de pour-cent.
Il existe deux méthodes permettant de résoudre cette difficulté. Pour la Méthode I, un spectromètre est utilisé
pour mesurer le spectre de la qualité de rayonnement à considérer. De ce spectre, le coefficient de
conversion exact peut être calculé et appliqué à la valeur mesurée du kerma dans l'air en espace libre, K . La
a
Méthode II consiste à mesurer H (10) ou H*(10) à l'aide d'une chambre étalon spécifique. Cette chambre doit
p
présenter, pour ces quantités, une faible variation par rapport à la courbe du coefficient de conversion en
fonction de l'énergie et, pour H (10), une dépendance d'angle additionnel de la réponse est exigée pour
p
l'instrument d'étalonnage pour le kerma dans l'air en espace libre K défini dans l'ISO 4037-2:1997, 4.3.
a
La présente partie de l'ISO 4037 définit les conditions devant être satisfaites pour utiliser l'une des deux
méthodes ainsi que les modes opératoires à suivre pour la méthode sélectionnée. Lorsqu'une chambre
moniteur (voir l'ISO 4037-2:1997, 8.2) est utilisée comme dispositif de transfert, des corrections
supplémentaires doivent s'appliquer aux différences entre la masse volumique de l'air lors de l'étalonnage de
la chambre moniteur et celle lors de l'essai de l'instrument. La présente partie de l'ISO 4037 ne fournit aucune
indication concernant la construction des instruments nécessaires aux deux méthodes mentionnées. Des
exemples d'instruments et de modes opératoires applicables à ces deux méthodes sont donnés par
Ankerhold et al. [4, 5], Behrens [6] et Duftschmid et al. [7].
6 Caractérisation et production des rayonnements X de référence de faible énergie
6.1 Généralités
Le présent article spécifie les caractéristiques selon lesquelles un laboratoire peut produire les
rayonnements X filtrés de référence indiqués dans l'ISO 4037-1 pour les objectifs mentionnés. Les données
relatives à la variation des rayonnements de référence qui entraîne une variation de 2 % du mesurande sont
fournies pour diverses grandeurs d'influence. Ces données doivent être interprétées soit comme des valeurs
limites de l'écart par rapport à la valeur nominale du mesurande, soit, dans toute la mesure du possible,
comme un critère de nécessité d'application des corrections.
Les exigences de l'ISO 4037-1:1996, 4.1.2, Paragraphe 5, (énergies moyennes avec une incertitude de ± 5 %
et résolution avec une incertitude de ± 15 % par rapport aux valeurs données dans l'ISO 4037-1:1996,
Tableaux 3, 4 et 5) ne doivent pas s'appliquer aux grandeurs H (10) ou H*(10) pour les rayonnements de
p
référence de faible énergie dans la mesure où elles sont insuffisantes et doivent être remplacées par les
exigences spécifiées dans le présent article.
6.2 Tension du tube
Le présent paragraphe s'applique aux Méthodes I et II. Les grandeurs d'équivalent de dose H (10) et H*(10)
p
sont, pour les rayonnements X de faible énergie, plus sensibles à la tension du tube qu'au kerma dans l'air en
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés

espace libre K . Le Tableau 2 donne les valeurs correspondant à la variation de la tension du tube qui
a
entraîne une variation relative de la valeur du coefficient de conversion de 2 %, lorsque tous les autres
paramètres demeurent identiques. Pour les Méthodes I et II, les exigences concernant la valeur absolue de la
tension du tube à ± 2 % (spécifiées dans l'ISO 4037-1:1996, 4.2.2) sont suffisantes, mais la variation de la
tension du tube ne doit pas dépasser les limites indiquées dans le Tableau 2.
NOTE Tous les calculs décrits dans le présent paragraphe sont fondés sur les hypothèses suivantes. Première
hypothèse: afin de calculer les variations de la valeur du coefficient de conversion par rapport à la grandeur d'équivalent
de dose, H (10) ou H*(10), pour une qualité de rayonnement donnée, il est possible de substituer au coefficient de
p
conversion pour l'énergie moyenne, celui du rayonnement monoénergétique correspondant. Seconde hypothèse: la
variation relative de la tension du tube et la variation relative de l'énergie moyenne sont équivalentes.
Tableau 2 — Variation de la tension du tube entraînant une variation de la valeur des coefficients
de conversion de 2 % pour les qualités de rayonnement avec des tensions de tube nominales jusqu'à
et y compris 30 keV
∆U entraînant une variation de ∆U/U entraînant une variation
Tension du Énergie 2 % du coefficient de de 2 % du coefficient de
b
tube U moyenne conversion conversion
Qualité du
a
V %
rayonnement
h (10, 0°) h (10, 0°)
p,K p,K
kV keV h (10, 60°) h (10, 60°)
p,K p,K
h* (10) h* (10)
K K
L-10 10 9,2 12 5,4 0,12 0,054
L-20 20 17,4 150 79 0,74 0,40
L-30 30 26,7 450 320 1,5 1,1
N-10 10 8,9 10 5,6 0,1 0,056
N-15 15 12,7 41 22 0,28 0,15
N-20 20 16,5 130 67 0,63 0,33
N-25 25 20,4 250 150 0,99 0,61
N-30 30 24,7 450 300 1,5 0,99
H-10 10 8,7 9 4,6 0,09 0,046
H-20 20 14,0 83 41 0,41 0,21
H-30 30 20,1 300 180 1,0 0,59
a
Voir l'ISO 4037-3:1999, Tableau 1.
b
Les valeurs sont celles données à la référence [8] dans la Bibliographie pour une distance de 2,5 m qui est une distance type pour
les étalonnages par rapport à H (10) effectués sur un fantôme plaque d'eau.
p
6.3 Uniformité du champ et rayonnement diffusé
Le présent paragraphe s'applique aux Méthodes I et II. La section du faisceau de rayonnement de référence
est généralement suffisante pour irradier complètement la zone des dosimètres, des débitmètres ou le
fantôme utilisé à des fins d'étalonnage des dosimètres. La variation du débit de kerma dans l'air dans la
section droite du faisceau doit être inférieure à 5 %, et la contribution du rayonnement diffusé au débit total de
kerma dans l'air doit également être inférieure à 5 % (voir l'ISO 4037-1:1996, 4.5). L'essai 1 décrit dans
l'ISO 4037-1:1996, 4.5.3.1) ne doit pas être effectué, dans la mesure où les corrections relatives à
l'atténuation par l'air sont importantes et ne peuvent être effectuées que si la distribution en énergie de la
fluence est connue.
6.4 Distribution en énergie de la fluence et coefficients de conversion
Le présent paragraphe s'applique uniquement à la Méthode I. La distribution en énergie de la fluence est
nécessaire pour déterminer, pour chaque qualité du rayonnement, le coefficient de conversion entre le kerma
dans l'air et le mesurande pris en considération, pour le dispositif à rayons X utilisé. L'Annexe informative B
donne un exemple de détermination de la distribution en énergie de la fluence. La déconvolution de la
distribution en énergie de la fluence avec la fluence monoénergétique, selon les coefficients de conversion du
kerma dans l'air, permet de convertir la distribution en énergie de la fluence en distribution en énergie du
kerma dans l'air. Cette dernière fait ensuite l'objet d'une déconvolution avec les coefficients de conversion
monoénergétiques relatifs au mesurande respectif (voir l'ISO 4037-3) afin d'obtenir la distribution en énergie
de H (10) ou H*(10) qui est alors intégrée pour obtenir le coefficient de conversion réel. Les coefficients de
p
conversion obtenus sont valables uniquement pour la masse volumique de l'air, ρ , effective lors des
spec
mesures spectrales.
7 Dosimétrie des rayonnements de référence de faible énergie
7.1 Généralités
Les instruments à utiliser doivent être des instruments étalons tel qu'indiqué dans l'ISO 4037-2:1997, 4.1. Les
procédures générales spécifiées dans l'ISO 4037-2:1997, Article 5 et, le cas échéant, les procédures
applicables aux chambres d'ionisation spécifiées dans l'ISO 4037-2:1997, Article 6 doivent être suivies. Le
Paragraphe 7.2.1 s'applique à la Méthode I et le Paragraphe 7.2.2 s'applique à la Méthode II.
7.2 Mise en œuvre des instruments étalons
7.2.1 Instruments pour la mesure du kerma dans l'air
Le présent paragraphe s'applique uniquement à la Méthode I. L'ISO 4037-2 fournit des indications détaillées
concernant la mise en œuvre des instruments à utiliser pour la mesure du kerma dans l'air en espace libre, K .
a
Ces indications doivent être respectées.
7.2.2 Instruments pour la mesure des grandeurs d'équivalent de dose définies dans le rapport
ICRU 51
7.2.2.1 Généralités
Le présent paragraphe s'applique à la Méthode II uniquement. Les instruments à utiliser pour la mesure du
rayonnement de référence doivent être soit un étalon secondaire, soit d'autres instruments appropriés. Ces
instruments comprennent généralement un sous-ensemble à chambre d'ionisation et un ensemble de mesure.
Les indications détaillées données dans l'ISO 4037-2 pour les instruments à utiliser pour la mesure du kerma
dans l'air en espace libre, K , s'appliquent ici aux instruments propres aux mesurandes pris en considération
a
dans la présente partie de l'ISO 4037.
7.2.2.2 Étalonnage
L'instrument étalon doit être étalonné pour la gamme d'énergies et pour les mesurandes qui doivent être
utilisés.
7.2.2.3 Réponse de l'instrument en fonction de l'énergie
Au-dessus d'une énergie moyenne (voir l'ISO 4037-1) de 30 keV, le rapport entre la réponse maximale et la
réponse minimale de l'instrument ne doit pas dépasser 1,2 sur la gamme d'énergie où l'instrument étalon doit
être utilisé. Pour les énergies moyennes entre 8 keV et 30 keV, la limite de ce rapport ne doit pas
dépasser 1,3.
Chaque fois que cela est possible, il est recommandé que les rayonnements de référence utilisés pour
étalonner l'instrument étalon secondaire soient les mêmes que ceux utilisés pour l'étalonnage des instruments
de radioprotection.
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7.2.2.4 Moyen de contrôle de stabilité
Le cas échéant, une source radioactive de contrôle peut être utilisée pour vérifier le bon fonctionnement de
l'instrument avant usage.
8 Étalonnage et détermination de la réponse en fonction de l'énergie des photons
et de l'angle d'incidence du rayonnement
8.1 Généralités
Les méthodes générales données dans l'ISO 4037-3 doivent être suivies. Pour une chambre d'ionisation
étalon non étanche, cela comprend les corrections liées à la température, à la pression et à l'humidité de l'air,
conformément à l'ISO 4037-2:1997, 6.7.3. Le présent article décrit les exigences et les indications
supplémentaires concernant le choix de la méthode d'étalonnage. Il précise également les limites applicables
au réglage de l'angle d'incidence pour la grandeur d'équivalent de dose, H (10).
p
8.2 Choix de la méthode d'étalonnage
Ce paragraphe fournit des informations complémentaires à celles données dans l'ISO 4037-2, concernant le
choix de la méthode dosimétrique pouvant être utilisée pour déterminer la valeur conventionnellement vraie
des grandeurs de dose concernées. Comme l'explique l'Article 5, il existe deux méthodes permettant de
déterminer la valeur conventionnellement vraie des grandeurs de dose concernées.
La Méthode I, qui utilise les instruments de référence pour K , est recommandée pour les laboratoires devant
a
obtenir une incertitude sur la valeur conventionnellement vraie inférieure ou égale à 4 % (k = 2).
La Méthode II, qui utilise des instruments étalons secondaires mesurant directement les grandeurs
d'équivalent de dose, est recommandée pour tous les autres laboratoires. L'incertitude attendue est comprise
entre 4 % et 6 % (k = 2), en fonction de la qualité du rayonnement.
La période, comprise entre la détermination de la valeur conventionnellement vraie du mesurande,
l'étalonnage de l'instrument soumis à essai et la détermination de sa réponse en fonction de l'énergie des
photons et de l'angle d'incidence du rayonnement, doit être telle qu'elle permette de s'assurer de la stabilité
nécessaire de certains paramètres pendant cette période.
8.3 Étalonnage à l'aide des instruments de référence pour K
a
8.3.1 Généralités
Le présent paragraphe s'applique à la Méthode I uniquement. Au cours de période de longue durée
(généralement un mois ou plus) comprise entre la détermination du coefficient de conversion (voir 6.4), et la
mesure de la valeur conventionnellement vraie du kerma dans l'air et l'étalonnage de l'instrument, les
exigences concernant la tension du tube spécifiées en 6.2 doivent être observées. De plus, la masse
volumique de l'air pour l'ensemble des mesures doit être constante dans les limites indiquées dans le
Tableau 3; dans les autres cas, les corrections appropriées indiquées doivent être appliquées.
Les corrections supplémentaires, lors de l'utilisation d'une chambre moniteur comme dispositif de transfert,
sont également spécifiées.
A titre d'exemple, le Tableau 3 donne les valeurs du pourcentage de variation de la masse volumique de l'air
qui entraîne une variation de la valeur du kerma dans l'air K et des coefficients de conversion h (10, 0°),
a p,K
h* (10) et h (10, 60°) de 2 %, à une distance de 2,5 m entre le point de mesure et le foyer du tube et pour
K p,K
un angle d'incidence du rayonnement de 0° et de 60°. Ces conditions sont représentatives des étalonnages
par rapport à H (10) effectués sur un fantôme plaque d'eau de type ISO (voir l'ISO 4037-3).
p
8.3.2 Valeur conventionnellement vraie de la grandeur kerma dans l'air
Au cours de période de courte durée (allant d'une à quelques heures), comprise entre la mesure de la valeur
conventionnellement vraie du kerma dans l'air et l'étalonnage de l'instrument, la variation de la masse
volumique de l'air ne doit pas dépasser les limites indiquées dans le Tableau 3. Cela est généralement le cas
et aucune correction ne se révèle alors nécessaire. Dans les rares cas contraires, la méthode de correction
donnée dans l'Annexe A doit être appliquée comme suit. Si ρ est la masse volumique de l'air lors de la
con
détermination de la valeur conventionnellement vraie du kerma dans l'air, K , et si ρ est la masse volumique
a cal
de l'air lors de l'étalonnage de l'instrument, alors la valeur conventionnellement vraie de K lors de
a
l'étalonnage est la suivante
kK(,ρ )
cal a
KK()ρρ= ( ) (1)
acal a con
kK(,ρ )
con a
Se reporter à l'Équation (A.2) pour le facteur de correction de la masse volumique de l'air k(ρ, K ) applicable
a
au kerma dans l'air K .
a
Lorsqu'une chambre moniteur est utilisée comme dispositif de transfert pour le kerma dans l'air, K , alors la
a
différence, entre la masse volumique de l'air lors de l'étalonnage de la chambre moniteur et la masse
volumique de l'air lors de l'étalonnage de l'instrument, doit être comprise dans les limites indiquées dans le
Tableau 3. Dans le cas contraire, la méthode de correction spécifiée à l'Annexe A doit être appliquée comme
suit. Lorsque la chambre moniteur est placée à une distance d par rapport à la fenêtre de sortie du faisceau,
MC
si ρ est la masse volumique de l'air lors de l'étalonnage de la chambre moniteur et si ρ est la masse
MC cal
volumique de l'air lors de l'étalonnage de l'instrument à la distance d , alors la valeur conventionnellement
air
vraie de K lors de l'étalonnage est la suivante (pour le facteur de correction de la masse volumique de l'air
a
k (ρ, K ), se reporter à l'Équation (A.5):
MC a
kK(,ρ )
cal a
KK()ρρ= ( ) (2)
acal a MC
kK(,ρ )
MC MC a
Tableau 3 — Pourcentage de variation de la masse volumique de l'air entraînant une variation de la
valeur du kerma dans l'air K et des coefficients de conversion h (10, 0°) ou h* (10) et h (10, 60°) de
a p,K K p,K
2 % à une distance de 2,5 m entre le point de mesure et le foyer du tube à rayons X et à un angle
d'incidence de rayonnement de 0° et 60° respectivement. (Cette distance est une distance type pour les
étalonnages par rapport à H (10) effectués sur un fantôme plaque d'eau de type ISO.)
p
∆ρ/ρ pour une distance de 2,5 m entraînant une variation de
Tension du
2 % de la valeur de
Qualité du
tube U
a
rayonnement
K h (10, 0°), h* (10) h (10, 60°)
kV a p,K K p,K
% % %
L-10 10 0,9 6,3 4,8
L-20 20 5,3 > 20 > 20
L-30 30 14 > 20 > 20
N-10 10 0,8 3,5 2,9
N-15 15 2,1 9,2 6,9
N-20 20 4,3 > 20 18
N-25 25 8,0
> 20 > 20
N-30 30 12 > 20 > 20
H-10 10 0,7 2,4 2,0
H-20 20 1,9 3,7 3,2
H-30 30 4,4 11 9,1
a
Voir l'ISO 4037-3:1999, Tableau 1.
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8.3.3 Valeur conventionnellement vraie des grandeurs d'équivalent de dose H (0,07) et H′(0,07)
p
La détermination de la valeur conventionnellement vraie des grandeurs d'équivalent de dose H (0,07) et
p
H′(0,07) repose sur la détermination de la valeur conventionnellement vraie du kerma dans l'air K , plus
a
l'application d'un coefficient de conversion. Les coefficients de conversion spécifiés dans l'ISO 4037-3 pour
les grandeurs d'équivalent de dose H (0,07) et H′(0,07) doivent être appliqués. L'utilisation de la valeur
p
conventionnellement vraie du kerma dans l'air K , tel que déterminé en 8.3.2, donne les relations suivantes:
a
Hh(0,07;ρρ) = (0,07)K ( ) (3)
p cal p,K a cal
'
H'(0,07;ρρ) = h (0,07)K ( ) (4)
cal K a cal
8.3.4 Valeur conventionnellement vraie des grandeurs d'équivalent de dose H (10) et H′(10)
p
8.3.4.1 Corrections de h (10, α) et de h* (10) en fonction de la masse volumique de l'air
p,K K
Lorsque la masse volumique de l'air ρ lors de l'étalonnage de l'instrument diffère de la masse volumique de
cal
l'air ρ lors de la détermination du coefficient de conversion à l'aide de la spectrométrie (voir 6.4), et se
spec
trouve au-delà des limites spécifiées dans le Tableau 3, alors la méthode de correction indiquée à l'Annexe A
doit également être appliquée aux coefficients de conversion h (10, α) ou h* (10) de la manière suivante, en
p,K K
plus de la correction du kerma dans l'air K :
a
khρα,(10,)
( )
cal p,K
hh(10,αρ, ) = (10,αρ, ) et (5)
p,KKcal p, spec
khρα,(10,)
()
spec p,K
*
khρ ,(10)
()cal K
**
hh(10,ρρ) = (10, ) (6)
KKcal spec
*
khρ ,(10)
()spec K
Se reporter à l'Article A.2 pour les facteurs de correction de la masse volumique de l'air k(ρ, h (10, α)) et
p,K
k(ρ, h* (10)) relatifs aux coefficients de conversion h (10, α) et h* (10).
K p,K K
8.3.4.2 Évaluation de l'effet de l'angle d'incidence du rayonnement α pour H (10)
p
Pour une valeur de K donnée et une incidence de rayonnement parallèle, la variation de l'angle d'incidence
a
du rayonnement entraîne la variation de la valeur conventionnellement vraie de la grandeur d'équivalent de
dose H (10); ce qui n'est pas le cas pour la grandeur d'équivalent de dose H*(10). Le Tableau 4 donne, pour
p
des valeurs de rayonnement unidirectionnel, la variation de l'angle d'incidence du rayonnement qui entraîne
une variation de la valeur de la grandeur d'équivalent de dose H (10) de 2 %. L'angle d'incidence du
p
rayonnement doit être compris dans les limites indiquées dans le Tableau 4; dans le cas contraire, un
élargissement de l'incertitude doit être pris en considération.
NOTE 1 Tous les calculs mentionnés dans le présent paragraphe sont fondés sur l'hypothèse suivante. Pour le calcul
de variation de la grandeur d'équivalent de dose H (10), pour une qualité de rayonnement donnée, il est possible de
p
substituer le coefficient de conversion associé à l'énergie moyenne du rayonnement considéré par celui d'un rayonnement
monoénergétique de même énergie.
NOTE 2 Le réglage de l'angle d'incidence du rayonnement α s'effectue en deux étapes. La première étape consiste à
régler l'angle d'incidence à 0° et la seconde étape consiste en une rotation d'angle α du dispositif. Lorsque l'incertitude de
la seconde étape se révèle inférieure à celle de la première étape, deux mesures à deux angles d'incidence du
rayonnement de + α et − α sont alors recommandées. La valeur moyenne des deux valeurs mesurées est considérée
comme la valeur de l'angle d'incidence du rayonnement α qui compense (au premier ordre) l'erreur de réglage de l'angle
d'incidence à 0°.
Tableau 4 — Variation ∆α de l'angle d'incidence du rayonnement α entraînant une variation de H (10)
p
de 2 %
Énergie ∆α en degrés entraînant une variation de H (10) de 2 % pour un angle
p
b
Qualité du
moyenne d'incidence de
a
rayonnement
keV 0° 15° 30° 45° 60° 75°
−6 c
L-10 9,2 2,0 0,93 0,38 0,17 0,016 (8,8 × 10 )
L-20 17,4 10 4,8 1,9 0,90 0,41 0,083
L-30 26,7 16 10 4,2 1,9 0,83 0,33
−6 c
N-10 8,9 1,8 0,85 0,34 0,15 0,011 (2,7 × 10 )
N-15 12,4 4,4 2,0 0,81 0,40 0,17 0,007 8
N-20 16,4 10 4,2 1,7 0,79 0,36 0,066
N-25 20,4 17 7,1 2,6 1,2 0,54 0,15
N-30 24,7 15 9,3 3,7 1,7 0,75 0,28
−6 c
H-10 8,6 1,6 0,80 0,31 0,13 0,008 7 (1,2 × 10 )
H-20 14,0 6,4 2,6 1,0 0,52 0,24 0,021
H-30 20,1 17 6,9 2,5 1,2 0,53 0,14
a
Voir l'ISO 4037-3:1999, Tableau 1.
b
Les valeurs sont celles données à la Référence [8] dans la Bibliographie pour une distance de 2,5 m qui est une distance type pour
les étalonnages par rapport à H (10) effectués sur un fantôme plaque d'eau de type ISO.
p
c
Non réalisable dans la pratique.
8.3.4.3 Détermination de la valeur conventionnellement vraie de H (10) et de H*(10)
p
La valeur conventionnellement vraie de H (10) et de H*(10) est déterminée sur la valeur conventionnellement
p
vraie du kerma dans l'air K plus l'application d'un coefficient de conversion. En utilisant la valeur
a
conventionnellement vraie du kerma dans l'air K comme déterminé dans le paragraphe 8.3.2, ce qui donne
a
Hh(10;ρα) = (10,,ρ ) (Kρ ) , et (7)
p cal p,K cal a cal
*
H*(10;ρρ) = h(10, ) (Kρ ) (8)
cal K cal a cal
Les Équations (5) et (6) sont utilisées pour déterminer les coefficient de conversion.
8.3.5 Réalisation de l'étalonnage
L'étalonnage s'effectue conformément à l'ISO 4037-3 en utilisant les valeurs conventionnellement vraies
déterminées ci-dessus.
8.4 Étalonnage à l'aide d'instruments de référence de mesure des grandeurs d'équivalent
de dose de l'ICRU
8.4.1 Généralités
Le présent paragraphe s'applique à la Méthode II uniquement. Durant la période de temps, généralement 1 h,
depuis la mesure de la valeur conventionnellement vraie des grandeurs d'équivalent de dose de l'ICRU et
jusqu'à l'étalonnage de l'instrument, les exigences concernant la tension du tube spécifiées en 6.2 doivent
être respectées. De plus, la masse volumique de l'air doit être stable dans les limites indiquées au Tableau 5.
Dans le cas contraire, les corrections indiquées doivent être appliquées.
Les corrections supplémentaires applicables à l'utilisation d'une chambre moniteur comme dispositif de
transfert sont également spécifiées.
10 © ISO 2004 – Tous droits réservés

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