ISO 16659-2:2026

Ventilation systems for nuclear facilities — In-situ efficiency test methods for iodine traps with solid sorbent — Part 2: Radioactive CH3I method

This document specifies a test method using radioactive methyl iodide (CH3131I) as a tracer to determine the in-situ decontamination factor of an iodine trap. An in-situ test allows to reach the global efficiency of the trap characterized by the sorbent efficiency but also by the implementation of the trap within the ventilation duct) while the intrinsic efficiency of a charcoal is characterized in a laboratory by ISO 18417[9] (or other national standards such as ASTM D3803[10]). This document provides general and common requirements for this method to assess the efficiency of an iodine trap, but also, the tools requirements, accuracy and the provisions needed to ensure safety of the workers, public and the environment during the test. This reproducible method can support nuclear facility operators as a reference method to compare the decontamination factor evaluated by this method to reference values (e.g. safety criteria, national legislation, etc.). Because of the use of a radioactive tracer, some precautions should be applied. Firstly, this method is usually used for ventilation systems with monitoring of gaseous iodine releases in environment in accordance with the national regulations. Secondly, this method is not used to determine the decontamination factor of iodine traps used in ventilation systems with air release in rooms with potential presence of workers (e.g. control room). For those rooms, a non-radioactive method is preferred. This document can apply to installations with low inventory of radioiodine equipped with iodine traps (e.g. small laboratories). In this case, some provisions can be adapted but always in accordance with the national regulations. Finally, this document mainly deals with iodine traps using impregnated activated carbon. However, this method can be used with some adaptations to other solid sorbent as inorganic sorbent (e.g. zeolite – aluminium and silica base usually doped with silver nitrate – or impregnated catalytic supports[11][12]).

Systèmes de ventilation pour les installations nucléaires — Méthodes d’essai in situ de l’efficacité des pièges à iode à sorbant solide — Partie 2: Méthode au CH3I radioactif

Le présent document spécifie une méthode d’essai qui utilise de l’iodure de méthyle radioactif (CH3131I) en tant que traceur afin de déterminer le facteur de décontamination in situ d’un piège à iode. Un essai in situ permet de déterminer l’efficacité globale du piège, caractérisée par l’efficacité du sorbant, mais aussi par la mise en œuvre du piège dans le conduit de ventilation, tandis que l’efficacité intrinsèque d’un charbon actif est caractérisée en laboratoire conformément à l’ISO 18417[9] (ou à d’autres Normes nationales comme l’ASTM D3803[10]). Le présent document fournit les exigences générales et communes relatives à cette méthode d’évaluation de l’efficacité d’un piège à iode, mais aussi les exigences relatives aux équipements, la maîtrise des incertitudes, ainsi que les dispositions nécessaires pour assurer la protection des travailleurs, du public et de l’environnement au cours de l’essai. Cette méthode reproductible peut servir de méthode de référence aux exploitants d’installations nucléaires pour comparer le facteur de décontamination évalué par cette méthode à des valeurs de référence (par exemple à des critères de sûreté, à la législation nationale, etc.). Du fait de l’utilisation d’un traceur radioactif, il convient d’appliquer certaines précautions. Tout d’abord, cette méthode est généralement utilisée pour les systèmes de ventilation avec surveillance des rejets d’iode gazeux dans l’environnement conformément aux réglementations nationales. Deuxièmement, cette méthode n’est pas utilisée pour déterminer le facteur de décontamination des pièges à iode utilisés dans les systèmes de ventilation avec rejet d’air dans les locaux où la présence de travailleurs est possible (par exemple une salle de commande). Pour ces locaux, une méthode non radioactive est privilégiée. Le présent document peut s’appliquer aux installations comportant de faibles quantités d’iode radioactif équipées de pièges à iode (par exemple les petits laboratoires). Dans ce cas, certaines dispositions peuvent être adaptées, mais toujours en conformité avec les réglementations nationales. Enfin, le présent document concerne principalement les pièges à iode utilisant du charbon actif imprégné. Toutefois, cette méthode peut être utilisée, moyennant quelques adaptations, pour d’autres sorbants solides tels que les sorbants inorganiques [par exemple la zéolite (base d’aluminium et de silice généralement dopée au nitrate d’argent) ou les supports catalytiques imprégnés [11][12]].

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 17-Jun-2026
• ICS: 13.280 - Radiation protection
• ICS: 27.120.20 - Nuclear power plants. Safety
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 18-Jun-2026
• Due Date: 19-Apr-2026
• Completion Date: 18-Jun-2026

Overview

ISO 16659-2: Ventilation systems for nuclear facilities - In-situ efficiency test methods for iodine traps with solid sorbent - Part 2: Radioactive CH3I method is an international standard developed by ISO to provide a specialized in-situ method for testing the efficiency of iodine traps used in nuclear facility ventilation systems. The standard establishes a reproducible procedure for measuring the decontamination factor of iodine traps by using radioactive methyl iodide (CH3I) as a tracer. It builds on the general framework introduced in ISO 16659-1, adding specific provisions related to measurement principles, worker safety, and environmental protection.

Compliance with ISO 16659-2 helps ensure that nuclear facilities can accurately evaluate the iodine retention performance of their ventilation systems, supporting operational safety, regulatory compliance, and environmental protection.

Key Topics

ISO 16659-2 covers several critical elements related to the in-situ testing of iodine traps:

• Test Principle: Utilizes radioactive methyl iodide (CH3I), typically with iodine-131, as a tracer gas to assess the global efficiency of iodine traps in actual operational conditions.
• Sampling Techniques: Mandates representative sampling both upstream and downstream of the iodine trap to enable accurate calculation of the decontamination factor.
• Parameters Influencing Efficiency: Addresses variables such as relative humidity, temperature, air flow/contact time, properties and impregnation of activated carbon sorbents, and effects of ageing on trap performance.
• Test Equipment Requirements: Details required devices for generation, injection, and sampling of radioactive CH3I, as well as necessary safety and measurement instrumentation.
• Safety and Environmental Precautions: Stipulates procedures and containment measures to ensure worker protection and prevent environmental contamination during testing.
• Reproducibility and Reporting: Recommends consistent test conditions (e.g., controlled temperature and humidity) and provides guidance on documentation, including key operational parameters, sampling volumes, and test results.

Applications

The ISO 16659-2 standard is essential for several practical uses in the nuclear sector:

• Routine Performance Testing: Enables operators to verify the ongoing efficiency of iodine traps as part of routine monitoring or maintenance regimes for nuclear facilities.
• Regulatory Compliance: Supports demonstration of conformity with national and international safety criteria relating to radioactive iodine emissions and workplace safety.
• Incident Preparedness: Provides insights into the iodine trap's actual retention capacity under standard and potential accident conditions, aiding in safety demonstrations.
• Material & Process Optimization: Facilitates comparative performance analysis of different sorbent types or operational configurations, supporting process improvements and selection of optimal materials.
• Environmental Monitoring: Allows operators to assess the effectiveness of ventilation systems in controlling radioactive emissions and protecting the surrounding environment.

Related Standards

Operators implementing ISO 16659-2 should also consider the following related standards for comprehensive ventilation and radiological safety management:

• ISO 16659-1: Ventilation systems for nuclear facilities - In-situ efficiency test methods for iodine traps with solid sorbent - Part 1: General requirements
• ISO 2889: Sampling airborne radioactive materials from the stacks and ducts of nuclear facilities
• ISO 20042: Measurement of radioactivity - Gamma-ray emitting radionuclides - Generic test method using gamma-ray spectrometry
• ISO 18417: Determination of the efficiency of iodine sorbents in laboratory conditions
• ISO 17873 and ISO 26802: Ventilation safety and control provisions for nuclear installations

Adhering to ISO 16659-2, along with related standards, ensures accurate, safe, and compliant operation of nuclear facility ventilation systems, delivering reliable protection for workers, the public, and the environment.

Keywords: ISO 16659-2, in-situ efficiency test, iodine traps, radioactive methyl iodide, nuclear facility ventilation, decontamination factor, radioactive CH3I method, radiological safety, activated carbon sorbent, environmental protection, worker safety, standard compliance.

Standards Content (Sample)

International
Standard
ISO 16659-2
First edition
Ventilation systems for nuclear
2026-06
facilities — In-situ efficiency test
methods for iodine traps with solid
sorbent —
Part 2:
Radioactive CH I method
Systèmes de ventilation pour les installations nucléaires —
Méthodes d’essai in situ de l’efficacité des pièges à iode à sorbant
solide —
Partie 2: Méthode au CH I radioactif
Reference number
© ISO 2026
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3  Terms and definitions . 2
4 Method . 2
4.1 General .2
4.2 Principle of the method .2
4.3 Parameters affecting iodine removal . .3
4.3.1 General .3
4.3.2 Effect related to the sorbent .3
4.3.3 Effects related to the operating conditions .4
4.4 Other specificities of the method .6
4.4.1 Use of the CH I tracer .6
4.4.2 Toxicity .7
4.4.3 Sampling .7
5 Test equipment . 8
5.1 Generation and injection devices .8
5.2 Sampling device .8
5.2.1 General .8
5.2.2 Sampling nozzle .10
5.2.3 HEPA filter .10
5.2.4 Activated charcoal cartridges .10
5.2.5 Air flow rate measurement .11
5.2.6 Release in the ventilation duct .11
5.3 Measurement device. 12
5.3.1 Radioactivity (γ–spectrometer) . 12
5.3.2 Relative humidity (hygrometer) and temperature (thermometer) . 12
5.3.3 Ventilation, injection and sampling flow rate. 12
6 Safety of workers, members of the public and the environment.12
6.1 Main workers safety provisions . . 12
6.1.1 Radioactive considerations . 12
6.1.2 Biological considerations . 13
6.2 Main provisions for ensuring safety of the population and the environment . 13
6.3 Management of radioactive sources and radioactive waste . 13
7 Facility arrangements .13
8 Procedure to perform the test . 14
8.1 Test preparation .14
8.1.1 Calibrations/periodic verifications .14
8.1.2 Na I source preparation and calculation of the minimal activity .14
8.1.3 Facility arrangements .16
8.1.4 Sampling lines .16
8.1.5 Connections .16
8.2 Test execution .16
8.3 Test end .16
8.3.1 Disassembly .16
8.3.2 Radiation controls .17
8.3.3 Samples counting .17
9 Establishing the result .18
9.1 Presenting the result . .18
9.2 Accuracy of the result.19

iii
9.2.1 General formula of uncertainties.19
9.2.2 Parameters relative to the ventilation system and test conditions .19
9.2.3 Parameters relative to the equipment . 20
9.2.4 Parameters relative to the method .21
9.3 Evaluation and test report . 22
Annex A (normative) Test method “In-situ generation method” .24
Annex B (normative) Test method “Laboratory generation method”.28
Annex C (informative) Examples of correlations .33
Annex D (informative) Examples of activity of iodine-131 injected to test an iodine trap .35
Annex E (informative) Example of typical test report for CH I method .36
Bibliography .38

iv
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).
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patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
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this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
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For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies and
radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
A list of all parts in the ISO 16659 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.

v
Introduction
In nuclear facilities, iodine traps are usually present within ventilation systems to limit radioactive gaseous
iodine releases into the environment or to prevent radioactive iodine transfer to protected areas (such
[1] [2]
as control room for example) in accordance with the principles of ISO 17873 and ISO 26802 or other
relevant documents (see References [3], [4], [5], [6] and [7]. The ability of these devices to trap gaseous
radioactive iodine is primordial, particularly when they support the safety demonstration. The IAEA in
[8]
paragraph 4,127 of Specific Safety Guide No. 53 (SSG-53) recommends demonstrating the efficiency of the
adsorption material in iodine traps and periodically testing iodine traps in-situ.
ISO 16659 series provides different in-situ test methods to determine the efficiency of radioactive iodine
traps in ventilation systems of nuclear facilities. This series deals with iodine traps with solid sorbent,
mainly impregnated activated carbon, the most usual solid sorbent used in ventilation systems of nuclear
facilities, as well as other sorbent submitted to special conditions (e.g. silver loaded zeolites in case of high
temperature).
ISO 16659–1 is the general part of this series and describes common general provisions applicable to all
methods.
This document is about an in-situ testing method for measuring the efficiency of iodine traps using
radioactive methyl iodide (CH I) as a tracer.
vi
International Standard ISO 16659-2:2026(en)
Ventilation systems for nuclear facilities — In-situ efficiency
test methods for iodine traps with solid sorbent —
Part 2:
Radioactive CH I method
1 Scope
This document specifies a test method using radioactive methyl iodide (CH I) as a tracer to determine the
in-situ decontamination factor of an iodine trap. An in-situ test allows to reach the global efficiency of the
trap characterized by the sorbent efficiency but also by the implementation of the trap within the ventilation
[9]
duct) while the intrinsic efficiency of a charcoal is characterized in a laboratory by ISO 18417 (or other
[10]
national standards such as ASTM D3803 ).
This document provides general and common requirements for this method to assess the efficiency of an
iodine trap, but also, the tools requirements, accuracy and the provisions needed to ensure safety of the
workers, public and the environment during the test.
This reproducible method can support nuclear facility operators as a reference method to compare the
decontamination factor evaluated by this method to reference values (e.g. safety criteria, national legislation,
etc.).
Because of the use of a radioactive tracer, some precautions should be applied.
Firstly, this method is usually used for ventilation systems with monitoring of gaseous iodine releases in
environment in accordance with the national regulations.
Secondly, this method is not used to determine the decontamination factor of iodine traps used in ventilation
systems with air release in rooms with potential presence of workers (e.g. control room). For those rooms, a
non-radioactive method is preferred.
This document can apply to installations with low inventory of radioiodine equipped with iodine traps (e.g.
small laboratories). In this case, some provisions can be adapted but always in accordance with the national
regulations.
Finally, this document mainly deals with iodine traps using impregnated activated carbon. However,
this method can be used with some adaptations to other solid sorbent as inorganic sorbent (e.g. zeolite
[11][12]
– aluminium and silica base usually doped with silver nitrate – or impregnated catalytic supports ).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 2889, Sampling airborne radioactive materials from the stacks and ducts of nuclear facilities
ISO 16659-1:2022, Ventilation systems for nuclear facilities — In-situ efficiency test methods for iodine traps
with solid sorbent — Part 1: General requirements
ISO 20042, Measurement of radioactivity — Gamma-ray emitting radionuclides — Generic test method using
gamma-ray spectrometry
3  Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in in ISO 16659-1 apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Method
4.1 General
This method employing radioactive iodine encompasses all physical phenomena associated with iodine
retention during the test (physical adsorption, chemical adsorption, isotopic exchange and short-term
desorption). This method is relevant to determine a decontamination factor of a high efficiency iodine trap
(a decontamination factor superior to several thousand is typically achievable for a new sorbent).
Concerning the methyl iodide form (CH I) of radioactive iodine used as a tracer in this method, it is important
to notice that it is generally not the most present gaseous iodine form in nuclear facilities, in particular,
in reactors where the molecular form (I ) is more common. But the interest of using such a tracer is that
methyl iodide is the most penetrating form for an iodine trap.
So, because all the physical phenomena are tested and considering the use of methyl iodide as a tracer
gives conservative decontamination factors, this method is relevant to support nuclear facility operators to
compare the decontamination factor to CH I but also I reference values (e.g. safety criteria). This method is
3 2
widely encountered in PWRs even if different iodine species are present.
Moreover, due to its chemical properties compared to I , this CH I method is easier to implement in
2 3
facilities (less contamination of the test equipment, less damage to equipment (corrosion), easier transport
of test equipment, use of less fragile materials (stainless steel instead of glass)) and leads to less worker
contamination.
Concerning the test conditions (ambient conditions) which can differ from those encountered during
incidents or accidents (high temperature, high relative humidity, etc.), it is important to notice that the
decontamination factor determined with this method may not be directly transposed as a reference value for
the estimation of radiological consequences for population. Nevertheless, this document gives a reproducible
method to precisely evaluate the decontamination factor of an iodine trap and thus to reveal its full ability
to trap gaseous iodine when high decontamination factors are reached or its possible degradation over time
due to ageing phenomena.
Finally, this method does not lead to a saturation of the iodine traps by the radioactive iodine tracer (the
quantity injected is extremely low compared to the trapping capacity) and so is compatible with the safety
of the nuclear facilities.
4.2 Principle of the method
The principle of the method (see Figure 1) consists in:
a) the injection of gaseous radioactive iodine-131 (CH I form) into the ventilation duct;
b) the measurement of the quantities of CH I present upstream and downstream of the iodine trap
(sampling in ventilation duct, trapping radioactive iodine in charcoal cartridges and gamma
spectrometry counting of the charcoal cartridges);
c) the calculation of the decontamination factor and the comparison to a reference value.

NOTE This document, consistent with studies and research on iodine traps, is based on the use of iodine-131. The
use of other iodine radioisotopes (e.g. iodine-123 or iodine-129) is, in principle, possible, as no scientific barriers are
currently identified, provided that consolidated data are available, particularly regarding trapping phenomena (e.g.
the impact of differences between β+/β- emissions). Certain adaptations may be required, for example due to the short
half-life of iodine-123 (approximately 13,2 h), or with respect to workers safety.
Key
1 iodine trap to be tested
2 ventilation duct
3 air flow
4 injection of CH I
5 upstream sampling line of CH I (with charcoal cartridges)
6 downstream sampling line of CH I (with charcoal cartridges)
a
The light grey form downstream the trap represents an example of a non-homogeneous tracer concentration
in the duct in case of a default of the trap and reveals the importance of the representativeness of the
downstream sampling in addition to the one upstream.
Figure 1 — General principle for the CH I test method
4.3 Parameters affecting iodine removal
4.3.1 General
The performance of iodine traps depends on many parameters which can be classified in two categories:
parameters related to the sorbent and parameters related to the operating conditions. In addition to the
ones mentioned in ISO 16659–1:2022, 4.4, the following parameters shall be considered.
4.3.2 Effect related to the sorbent
The production method of activated charcoal (e.g. carbonization, activation and further modification for
example grain size selection) as well as the raw material nature have a key role in iodine removal because
they determine physical properties of activated charcoal (e.g. specific surface area, pore size distribution,
pore volume) as well as its chemical characteristics (e.g. surface functional groups: type, molecules and
quantity). And these physical and chemical parameters determine the iodine adsorption performances (e.g.
adsorption capacities and trapping stability).
To improve its iodine trapping efficiency, activated charcoal is generally impregnated in the nuclear context
with a combination of potassium iodide (KI, generally 1 %) and triethylenediamine (TEDA, generally 5 %).
The typical quantity of iodine collected in a trap is about 1 milligram of iodine per gram of activated charcoal.
Even if there are variabilities of the sorbent characteristics, this method is fully relevant to determine a
decontamination factor of an iodine trap because it considers all the trapping phenomena.

4.3.3 Effects related to the operating conditions
4.3.3.1 Overview
In normal operation, iodine traps can be operated in different ways (bypassed, continuous service, with
reduced air flow rate, etc.) with variable air conditions (relative humidity and temperature), which are
controlled or not. In accident conditions (e.g. severe accident for reactor), these conditions may be very
different. The efficiency test conditions may be therefore different from those for which iodine traps are
evaluated in the safety demonstration, so it is important to measure these parameters to evaluate their
impact on the decontamination factor.
Numerous studies have been conducted to determine the performance of impregnated activated charcoal
in different conditions to trap methyl iodide. The most prominent factors are the relative humidity, the
temperature, the frontal speed (i.e. face velocity) (and contact time) as well as the ageing phenomena.
This document gives recommendations on these influencing parameters to ensure reproducibility of the
test in controlled conditions. It is important to notice that to compare test results to reference values, the
test conditions shall be as close as possible to accident conditions.
Other parameters not developed below are considered second order in the influence on the decontamination
factor.
4.3.3.2 Relative humidity and temperature
Relative humidity in the air has a negative effect on the efficiency of iodine traps to collect methyl iodide
because of the reduction of available adsorption sites of activated charcoal. The water molecules on the
surface of the activated charcoal create clusters bound in a network by hydrogen bonds and then fill the
porous structure of the activated charcoal, leading to a decrease of available sites for iodine species. So, there
[13]
is a competition between iodine species and H O for adsorption in the activated charcoal . A simple way
to reduce the relative humidity in the air and its effects on the efficiency of iodine traps is to increase the air
temperature. However, the higher the air temperature is, the worse the physical adsorption is (because of
high Brownian agitation). On the other side, the higher the air temperature is, the better reactions involved
in chemisorption (with TEDA–impregnant) or isotopic exchange (with KI–impregnant) are.
As the efficiency is a combination of all these antagonistic phenomena, the higher the air temperature is, the
better the global efficiency in terms of decontamination factor of an iodine trap is (even if the adsorption
of gaseous iodine is lower, the global gain on the efficiency is better due to the reduction of the relative
[14][15][16]
humidity impact ). This behaviour of activated charcoal depending on the relative humidity and
[8]
temperature is already established with the previous multiparametric work of Shiomi .
In a practical way, electric heaters are commonly encountered upstream of iodine traps in nuclear facilities
to improve the efficiency of iodine traps. The service temperature of heaters is generally around 70 °C, which
is sufficient to reduce relative humidity below than 40 %.
NOTE 1 Below a relative humidity of 40 %, an activated charcoal adsorbs fewer water molecules (activated
charcoal is hydrophobic). Above 40 %, the water adsorption increases significantly (cf. adsorption isotherms of water
[18]
for activated charcoal ).
NOTE 2 The service temperature can be higher but always lower than a range of 100 °C to 120 °C to avoid an increase
of desorption phenomenon or degradation of the TEDA–impregnant which can lead to release of iodine previously
collected (note that ignition of a new charcoal is expected for higher temperatures).
As this method enables nuclear facility operators to compare a decontamination factor to reference values
(e.g. safety criteria, national regulations), it is important that the test is conducted with operating heaters,
when present, to replicate conditions of use as closely as possible. These are the conditions under which
iodine traps are evaluated in the safety demonstration.
Moreover, with operating heaters, hygrometric and thermal conditions (service temperature of heaters and
relative humidity under 40 %) are controlled which is favourable to the reproducibility of the test.

Beyond the temperature and the relative humidity of the air upstream the iodine trap, as stated in the
ISO 16659–1, it is important to reach the hygrometric and thermal equilibrium of the iodine trap to ensure
a reliable comparison from one test to another. This equilibrium is generally reached after a quite long
duration following the commissioning of the heaters (16 h are mentioned in ISO 16659–1). This duration
can be shortened if the relative humidity of the air during the test is quite low (e.g. dry air) or the volume
of activated charcoal in the iodine trap is quite small or when operating constraints exist (e.g. impossible
commissioning of heaters for a long duration before test). The hygrometric and thermal equilibrium can then
be considered reached, for example, if the air temperature downstream the trap is far enough from the dew
temperature or if the temperature and the relative humidity of air upstream and downstream the iodine
trap are close (e.g. ΔT < 5 °C and ΔRH < 5 % measured by national standards as given in References [19]
or [20]).
For tests conducted without heaters, this method remains valid and provides the actual decontamination
factor of the iodine trap under the test conditions. However, the test conditions may differ significantly from
those encountered during accident scenarios. Second, the test conditions can be different from one test to
another and therefore the establishment of trend curves is more delicate.
Certain correlations allow calculation of the decontamination factor of an iodine trap at a desired specified
temperature or relative humidity, based on results obtained under the test conditions. These empirical
correlations shall be applied with particular caution regarding their domain of validity, especially with
respect to the nature of the activated charcoal or its impregnation (see Annex C).
Finally, due to the importance of relative humidity and temperature on the efficiency of iodine traps, these
parameters shall be measured and registered in the test report (see Annex E).
4.3.3.3 Contact time between air and the sorbent
As stated in ISO 16659–1, the contact time (coupling of air velocity and bed depth) is a major parameter
because the adsorption is not an instantaneous phenomenon. If the model of implemented iodine traps is
always the same, the air flow rate becomes the key parameter for the contact time and shall be measured
and registered in the test report (see Annex E).
NOTE Contact time for industrial iodine trap is usually comprised between 0,2 s and 0,4 s.
Also, to ensure the determination of a decontamination factor representing the one in accident
(representativeness of the test), this current method requires to carry out the test at air flow rate as close as
possible to the one in accident (and thus the contact time).
If test is carried out at a reduced air flow rate (which increases the contact time and thus the efficiency), the
determination of the decontamination factor at nominal air flow rate should use appropriate correlations.
To ensure reproducibility of the tests, the air flow rate should be equivalent from one test to another (about
10 % to 15 % considering uncertainties). If periodic efficiency tests are carried out with variable air flow
rates for one iodine trap, the comparison of one test to another and therefore the establishment of trend
curves is more complex.
4.3.3.4 Ageing phenomena
The iodine trap has a relatively short service life when expecting a high decontamination factor. When a
radioactive tracer is used, attention shall be paid if a high quantity of iodine is injected to test an iodine
trap that has been in service for more than four to six years. To calculate the iodine-131 activity to be
injected (see 8.1.2), the determination of the expected decontamination factor of the iodine trap to be tested
shall consider ageing phenomena. The operating experience feedback can provide elements for estimating
degradation of the decontamination factor. It is also possible to use correlations as the one developed by
[21]
Taylor and Taylor .
4.4  Other specificities of the method
4.4.1 Use of the CH I tracer
4.4.1.1 Advantages compared to the I tracer
The radioactive gaseous iodine species involved in reactor severe accidents are commonly I and in a smaller
proportion CH I (other gaseous iodide molecules exist but they are not considered because of their negligible
quantities). A method with CH I rather than I is however more relevant because of the quite low deposition/
3 2
adsorption properties of the methyl iodide compared to the molecular form. Indeed, this document takes
advantage of this characteristic with:
— avoiding pre-injection of non-radioactive iodine into the ventilation ducts which artificially ages
ventilation systems because I is corrosive (this pre-injection is usually done to discriminate the iodine
collected in the iodine trap, so the decontamination factor, from the one collected by equipment of the
ventilation system [ducts, valves, etc.]);
— limiting the iodine-131 activity injected, since lower decontamination factors are expected with CH I
than I ;
— limiting radioactive iodine contamination of test equipment, thereby reducing the risk of worker
contamination and facilitating the evacuation of equipment from the controlled area of the facility.
4.4.1.2 Purity of the gaseous CH I
Gaseous CH I is usually generated by the chemical reaction of dimethyl sulfate and radioactive sodium
[22][23]
iodide but can also be generated by isotopic exchange between stable methyl iodide and radioactive
sodium iodide (see 8.1.2).
Whatever the reaction, if parameters are not well-controlled, the generation of CH I can release other
iodide species (other organic forms, radioactive or not) with different physical and chemical properties
(which can lead to a bias in the determination of the decontamination factor) or release undesired reagents
(e.g. dimethyl sulfate for workers considerations).
Unfortunately, there is no real time method to verify the composition of iodide species released particularly
131 131
the CH I form. So, it is therefore essential to respect the CH I generation procedure in order to
3 3
perform the reaction correctly. The procedure shall include verification of parameters such as temperature
or bubbling and mixing conditions, and the purity of the reagents used, for example dimethyl sulfate.
Respecting these procedures shall contribute to the reproducibility of efficiency test.
NOTE 1 Feedback and know-how from nuclear operators are key elements of proven procedures that contribute to
reproducible methods.
NOTE 2 For development of new procedures or optimization of existing ones, in a laboratory phase and before
introducing radioactive materials, such methods as the infrared spectroscopy (e.g. FTIR: Fourier transform infrared
spectroscopy) or the gas chromatography can be used to determine optimal values of parameters for these reactions
of generation of gaseous CH3 I.
4.4.1.3 Desorption of the CH I in an iodine trap
Due to the reversible trapping phenomena of gaseous iodine on charcoal (physical adsorption and isotopic
exchange, but not chemisorption), desorption can occur. The typical time of the desorption peak appears
[24][25]
several hours after injection . This timing depends on parameters related to the sorbent, such as the
nature of impregnant, the specific surface and the thickness of the charcoal bed, as well as on operating
conditions, including relative humidity and contact time.
To take into account the desorption of methyl iodide, the current method requires that the duration of the
samplings, in particular the downstream sampling, be longer than the injection duration. Nevertheless, a
long duration of sampling may not be compatible with industrial constraints. In general, the in-situ duration
of sampling is short, for example about one hour, which is a usual industrial practice. It is important to

maintain this duration consistently for all the tests of the same iodine trap in order to ensure reproducibility.
It shall also be recognized that this represents a limitation of the method, since a short duration of sampling
does not take into account the complete phenomenon of desorption.
4.4.1.4 Half-life of the iodine-131
The half-life of the iodine-131 shall be considered for the activity of the source at the time of the test but also
for the time lapse between the sampling and the counting.
4.4.2 Toxicity
The generation device must be in a containment enclosure (e.g. glove box) due to the chemical and radiological
131 131
toxicities (dimethyl sulfate, liquid Na I and gaseous CH I) as well as the volatility of the solutions to be
used and the produced gas.
4.4.3 Sampling
4.4.3.1 Representativeness
Sampling shall be representative of iodine-131 concentration in the ventilation duct upstream and
downstream of the iodine trap to be tested to determine its decontamination factor. For this purpose,
general requirements defined in ISO 2889, which describes criteria for sampling at a well-mixed location,
shall be respected. Isokinetic sampling is not required because the injected methyl iodide is in gaseous form.
For upstream sampling, the representativeness of the sampling is relative to the homogeneous mixing of
CH I within the ventilation duct, resulting from the injection which is usually centred in the ventilation duct.
For downstream sampling, the representativeness of the sampling shall be achieved by considering a non-
centred emission resulting from a defect of the iodine trap to be tested, as illustrated in Figure 1, for example
a defect of the flange or gasket of the trap.
Moreover, because the goal of the method is to determine an in-situ decontamination factor, it is important
that the tracer should be dispersed within the whole section of the ventilation duct to reach all areas of
the iodine trap to be tested (including contact zones with the ventilation duct) and not only following
recommendations of ISO 2889 relative to the quality of sampling. For this purpose, the concentration of
tracer over the major part, i.e. more than two-thirds of the cross-sectional area in front of the iodine trap to
be tested shall be measured to verify the proper dispersion of the tracer and to ensure that no measurement
is taken in a zone with a too low concentration.
The representativeness of samplings, but also the concentration of the tracer within the ventilation duct
in front of the trap to be tested, shall be characterized once and each time the ventilation configuration
changes significantly (air flow rates, geometry, etc.).
Finally, to ensure reproducibility and precision of the method, the use of identical sampling lines upstream
and downstream with identical parameters (see 5.2) is preferred to reduce the uncertainties.
4.4.3.2 Sampled volume
Using sampling in this method requires a good estimation of the sampled volume upstream and downstream
the iodine trap to be tested to ensure low uncertainties on the CH I concentrations.
This current method requires calibrated devices (volumetric flow meter or sampling air flow indicator
coupled to sampling time).
4.4.3.3 Activities of the charcoal cartridges
A sufficient thickness of activated charcoal in the iodine test traps, i.e. charcoal cartridges, for each sampling
line is necessary to ensure maximum trapping of the CH I. This requirement is essential to obtain a
relevant decontamination factor and to limit radioactive iodine releases downstream the two sampling lines
thereby addressing worker protection considerations (see 5.2).
This current method requires the use of two cartridges in series for each sampling line (or at least two
separate activated charcoal layers in series inside a bigger cartridge).
The uncertainty and the detection limit of the counting device (see 5.3.1) have a direct influence on the
quantity of injected CH I, taking into account the air flow ratio between the sampling line and the duct
as well as the estimated decontamination factor. This influence is particularly significant for the second
cartridge of the downstream sampling (see 8.1.2).
The activity of the downstream sampling charcoal cartridges shall be greater than the decision threshold
taking into account the sensitivity of the gamma spectrometer used and background radiation, in order to
reach a relevant evaluation of the decontamination factor. If the activity is not greater than the decision
threshold, for example because of the high efficiency of the iodine trap to be tested, a decontamination factor
cannot be established; nevertheless, it is sufficient to validate compliance with a criterion (see 9.1).
5 Test equipment
5.1 Generation and injection devices
The gaseous CH I (see 8.1.2) can be generated directly during or before the test in a laboratory. These
two methods, called “In-situ generation method” and “Laboratory generation method” in this document,
apply different generation and injection devices which are presented respectively in Annex A and Annex B.
5.2 Sampling device
5.2.1 General
The upstream and downstream sampling lines (see Fig
...

Norme
internationale
ISO 16659-2
Première édition
Systèmes de ventilation pour les
2026-06
installations nucléaires — Méthodes
d’essai in situ de l’efficacité des
pièges à iode à sorbant solide —
Partie 2:
Méthode au CH I radioactif
Ventilation systems for nuclear facilities — In-situ efficiency test
methods for iodine traps with solid sorbent —
Part 2: Radioactive CH I method
Numéro de référence
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Méthode . 2
4.1 Généralités .2
4.2 Principe de la méthode .3
4.3 Paramètres ayant une influence sur l’épuration de l’iode .3
4.3.1 Généralités .3
4.3.2 Effet lié au sorbant .3
4.3.3 Effets liés aux conditions de fonctionnement .4
4.4 Autres spécificités de la méthode .6
4.4.1 Utilisation du traceur CH I .6
4.4.2 Toxicité .7
4.4.3 Échantillonnage.7
5 Équipements d’essai . 8
5.1 Dispositifs de génération et d’injection .8
5.2 Dispositif d’échantillonnage .9
5.2.1 Généralités .9
5.2.2 Buse de prélèvement .11
5.2.3 Filtre THE.11
5.2.4 Cartouches de charbon actif .11
5.2.5 Mesurage du débit d’air . 12
5.2.6 Rejet dans le conduit de ventilation . 12
5.3 Dispositif de mesure . 13
5.3.1 Radioactivité (spectromètre γ) . 13
5.3.2 Humidité relative (hygromètre) et température (thermomètre) . 13
5.3.3 Débit de ventilation, d’injection et d’échantillonnage . 13
6 Sûreté des travailleurs, du public et de l’environnement .13
6.1 Principales dispositions de sûreté des travailleurs . 13
6.1.1 Considérations relatives à la radioactivité . 13
6.1.2 Considérations biologiques .14
6.2 Principales dispositions pour assurer la sûreté du public et de l’environnement .14
6.3 Gestion des sources radioactives et des déchets radioactifs .14
7 Requis sur l’installation .15
8 Mode opératoire de l’essai .15
8.1 Préparation de l’essai. 15
8.1.1 Étalonnages/vérifications périodiques . 15
8.1.2 Préparation de la source de Na I et calcul de l’activité minimale . 15
8.1.3 Requis sur l’installation .17
8.1.4 Ligne d’échantillonnage .17
8.1.5 Raccordements.18
8.2 Réalisation de l’essai . .18
8.3 Fin de l’essai .18
8.3.1 Démontage .18
8.3.2 Contrôles radiologiques .18
8.3.3 Comptage des échantillons .18
9 Établissement du résultat .20
9.1 Présentation du résultat . 20
9.2 Exactitude du résultat .21

iii
9.2.1 Formule générale des incertitudes .21
9.2.2 Paramètres relatifs au système de ventilation et aux conditions d’essai .21
9.2.3 Paramètres relatifs à l’équipement . 22
9.2.4 Paramètres relatifs à la méthode . 23
9.3 Évaluation et rapport d’essai .24
Annexe A (normative) Méthode d’essai “Méthode de génération in situ” .26
Annexe B (normative) Méthode d’essai “Méthode de génération en laboratoire” .30
Annexe C (informative) Exemples de corrélations .35
Annexe D (informative) Exemples d’activité en iode 131 injecté pour soumettre à essai un piège
à iode .37
Annexe E (informative) Exemple de rapport d’essai type pour la méthode au CH I .38
Bibliographie .40

iv
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de
brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de
l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 16659 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

v
Introduction
Dans les installations nucléaires, des pièges à iode sont généralement présents dans les systèmes de
ventilation pour limiter les rejets d’iode gazeux radioactif dans l’environnement ou pour empêcher le transfert
d’iode radioactif dans les zones protégées (telles qu’une salle de commande par exemple) conformément aux
[1] [2]
principes de l’ISO 17873 et l’ISO 26802 ou d’autres documents applicables (voir Références [3], [4], [5],
[6] et [7]. L’aptitude de ces dispositifs à piéger l’iode radioactif gazeux est primordiale, surtout lorsqu’ils
o
sont valorisés dans la démonstration de sûreté. À l’alinéa 4.127 du Guide de sûreté spécifique n 53 (SSG-53)
[8]
, l’AIEA recommande de démontrer l’efficacité du matériau adsorbant des pièges à iode et de soumettre à
essai périodiquement les pièges à iode in situ.
La série ISO 16659 fournit différentes méthodes d’essai in situ qui permettent de déterminer l’efficacité des
pièges à iode radioactif dans les systèmes de ventilation des installations nucléaires. Cette série concerne
les pièges à iode à sorbant solide, principalement du charbon actif imprégné, les sorbants solides les plus
communément utilisés dans les systèmes de ventilation des installations nucléaires, ainsi que d’autres
sorbants soumis à des conditions particulières (par exemple les zéolites dopées à l’argent en cas de
températures élevées).
L’ISO 16659-1 est la partie générale de cette série et décrit les dispositions communes générales applicables
à toutes les méthodes.
Le présent document traite d’une méthode d’essai in situ pour mesurer l’efficacité des pièges à iode en
utilisant de l’iodure de méthyle radioactif (CH I) en tant que traceur.
vi
Norme internationale ISO 16659-2:2026(fr)
Systèmes de ventilation pour les installations nucléaires —
Méthodes d’essai in situ de l’efficacité des pièges à iode à
sorbant solide —
Partie 2:
Méthode au CH I radioactif
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode d’essai qui utilise de l’iodure de méthyle radioactif (CH I) en
tant que traceur afin de déterminer le facteur de décontamination in situ d’un piège à iode. Un essai in situ
permet de déterminer l’efficacité globale du piège, caractérisée par l’efficacité du sorbant, mais aussi par
la mise en œuvre du piège dans le conduit de ventilation, tandis que l’efficacité intrinsèque d’un charbon
[9]
actif est caractérisée en laboratoire conformément à l’ISO 18417 (ou à d’autres Normes nationales comme
[10]
l’ASTM D3803 ).
Le présent document fournit les exigences générales et communes relatives à cette méthode d’évaluation
de l’efficacité d’un piège à iode, mais aussi les exigences relatives aux équipements, la maîtrise des
incertitudes, ainsi que les dispositions nécessaires pour assurer la protection des travailleurs, du public et
de l’environnement au cours de l’essai.
Cette méthode reproductible peut servir de méthode de référence aux exploitants d’installations nucléaires
pour comparer le facteur de décontamination évalué par cette méthode à des valeurs de référence
(par exemple à des critères de sûreté, à la législation nationale, etc.).
Du fait de l’utilisation d’un traceur radioactif, il convient d’appliquer certaines précautions.
Tout d’abord, cette méthode est généralement utilisée pour les systèmes de ventilation avec surveillance des
rejets d’iode gazeux dans l’environnement conformément aux réglementations nationales.
Deuxièmement, cette méthode n’est pas utilisée pour déterminer le facteur de décontamination des pièges à
iode utilisés dans les systèmes de ventilation avec rejet d’air dans les locaux où la présence de travailleurs est
possible (par exemple une salle de commande). Pour ces locaux, une méthode non radioactive est privilégiée.
Le présent document peut s’appliquer aux installations comportant de faibles quantités d’iode radioactif
équipées de pièges à iode (par exemple les petits laboratoires). Dans ce cas, certaines dispositions peuvent
être adaptées, mais toujours en conformité avec les réglementations nationales.
Enfin, le présent document concerne principalement les pièges à iode utilisant du charbon actif imprégné.
Toutefois, cette méthode peut être utilisée, moyennant quelques adaptations, pour d’autres sorbants solides
tels que les sorbants inorganiques [par exemple la zéolite (base d’aluminium et de silice généralement dopée
[11][12]
au nitrate d’argent) ou les supports catalytiques imprégnés ].
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 2889, Échantillonnage de substances radioactives en suspension dans l'air dans les émissaires de rejet et les
conduits des installations nucléaires

ISO 16659-1:2022, Systèmes de ventilation pour les installations nucléaires — Méthodes d’essai in-situ de
l’efficacité des pièges à iode à sorbant solide — Partie 1: Exigences générales
ISO 20042, Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs gamma — Méthode d’essai générique par
spectrométrie gamma
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 16659-1 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Méthode
4.1 Généralités
Cette méthode utilisant de l’iode radioactif embrasse tous les phénomènes physiques associés à la rétention
de l’iode pendant l’essai (adsorption physique, adsorption chimique, échange isotopique et désorption à
court terme). Cette méthode est pertinente pour déterminer le facteur de décontamination d’un piège à
iode à très haute efficacité (un facteur de décontamination supérieur à plusieurs milliers est typiquement
réalisable pour un sorbant neuf).
Concernant la forme d’iodure de méthyle (CH I) de l’iode radioactif utilisé comme traceur dans cette
méthode, il est important de noter qu’il ne s’agit généralement pas de la forme d’iode gazeux la plus présente
dans les installations nucléaires, en particulier dans les réacteurs où la forme moléculaire (I ) est plus
commune. Mais l’intérêt d’utiliser un tel traceur est que l’iodure de méthyle est la forme la plus pénétrante
pour un piège à iode.
Ainsi, étant donné que tous les phénomènes physiques sont testés et que l’utilisation de l’iodure de méthyle
comme traceur donne des facteurs de décontamination conservatifs, cette méthode est utile pour aider les
exploitants d’installations nucléaires à comparer le facteur de décontamination aux valeurs de référence
au CH I, mais aussi à l’I (par exemple les critères de sûreté). Cette méthode est largement utilisée dans les
3 2
réacteurs à eau pressurisée, même si différentes espèces iodées sont présentes.
De plus, du fait de ses propriétés chimiques différentes de l’I , cette méthode au CH I est plus facile à mettre
2 3
en œuvre dans les installations [moins de contamination des équipements d’essai, moins de dommages
aux équipements (corrosion), facilité de transport des équipements d’essai, utilisation de matériaux moins
fragiles (acier inoxydable au lieu du verre)] et elle entraîne moins de contamination des travailleurs.
En ce qui concerne les conditions d’essai (conditions ambiantes) qui peuvent être différentes de celles
rencontrées lors d’incidents ou d’accidents (température élevée, humidité relative élevée, etc.), il est
important de noter que le facteur de décontamination déterminé avec cette méthode ne peut pas être
directement transposé comme valeur de référence pour l’estimation des conséquences radiologiques pour
la population. Néanmoins, le présent document fournit une méthode reproductible permettant d’évaluer
précisément le facteur de décontamination d’un piège à iode et de révéler ainsi sa pleine capacité à piéger
l’iode gazeux lorsque des facteurs de décontamination élevés sont atteints ou son éventuelle dégradation
dans le temps en raison de phénomènes de vieillissement.
Enfin, cette méthode ne conduit pas à une saturation des pièges à iode par le traceur d’iode radioactif
(la quantité injectée est extrêmement faible par rapport à la capacité de piégeage), elle est donc compatible
avec la sûreté des installations nucléaires.

4.2 Principe de la méthode
Le principe de la méthode (voir Figure 1) est le suivant:
a) injection d’iode 131 radioactif gazeux (sous forme CH I) dans le conduit de ventilation;
b) mesurage des quantités de CH I présentes en amont et en aval du piège à iode (échantillonnage dans le
conduit de ventilation, piégeage de l’iode radioactif dans les cartouches de charbon actif et comptage
par spectrométrie gamma des cartouches de charbon actif);
c) calcul du facteur de décontamination et comparaison avec une valeur de référence.
NOTE Le présent document, cohérent avec les études et recherches sur les pièges à iode, est basé sur l’utilisation
de l’iode 131. L’utilisation d’autres isotopes radioactifs de l’iode (par exemple l’iode 123 ou l’iode 129) est en principe
possible, car aucune barrière scientifique n’est actuellement identifiée, à condition que des données consolidées soient
disponibles, notamment en ce qui concerne les phénomènes de piégeage (par exemple impact des différences entre
les émissions de β+/β-). Certaines adaptations peuvent être exigées, par exemple en raison de la courte demi-vie de
l’iode 123 (environ 13,2 h), ou en ce qui concerne la sécurité des travailleurs.
Légende
1 piège à iode soumis à essai
2 conduit de ventilation
3 flux d’air
4 injection de CH I
5 ligne d’échantillonnage amont du CH I (avec des cartouches de charbon actif)
6 ligne d’échantillonnage aval du CH I (avec des cartouches de charbon actif)
a
La forme gris clair en aval du piège est un exemple de concentration non homogène du traceur dans le conduit
en cas de défaut du piège et révèle l’importance de la représentativité de l’échantillonnage aval en plus de
l’échantillonnage amont.
Figure 1 — Principe général de la méthode d’essai du CH I
4.3 Paramètres ayant une influence sur l’épuration de l’iode
4.3.1 Généralités
La performance des pièges à iode dépend de nombreux paramètres qui peuvent être classés en deux
catégories: les paramètres liés au sorbant et les paramètres liés aux conditions de fonctionnement. En plus
de ceux mentionnés dans l’ISO 16659-1:2022, 4.4, les paramètres suivants doivent être pris en compte.
4.3.2 Effet lié au sorbant
La méthode de production du charbon actif (par exemple carbonisation, activation et modification
ultérieure (par exemple sélection de la taille des grains)), ainsi que la nature des matières premières,
jouent un rôle clé dans l’épuration de l’iode, car elles déterminent les propriétés physiques du charbon actif

(par exemple surface spécifique, distribution granulométrique des pores, volume des pores), ainsi que ses
caractéristiques chimiques (par exemple groupes fonctionnels de surface: type, molécules et quantité). Et
ces paramètres physiques et chimiques déterminent les performances d’adsorption d’iode (par exemple
capacités d’adsorption et stabilité du piégeage).
Dans le contexte nucléaire, pour améliorer son efficacité de piégeage de l’iode, le charbon actif est
généralement imprégné d’une combinaison d’iodure de potassium (KI, généralement à 1 %) et de
triéthylènediamine (TEDA, généralement à 5 %). La quantité typique d’iode recueillie dans un piège est
d’environ 1 milligramme d’iode par gramme de charbon actif.
Même s’il existe des variabilités des caractéristiques de l’adsorbant, cette méthode est tout à fait pertinente
pour déterminer le facteur de décontamination d’un piège à iode, car elle prend en compte tous les
phénomènes de piégeage.
4.3.3 Effets liés aux conditions de fonctionnement
4.3.3.1 Liminaire
En fonctionnement normal, les pièges à iode peuvent être utilisés de différentes manières (en dérivation,
en service continu, avec débit d’air réduit, etc.) avec des conditions d’air variables (humidité relative
et température), régulées ou non. Lors d’un accident (par exemple accident grave sur un réacteur), ces
conditions peuvent être très différentes. Les conditions de l’essai d’efficacité peuvent donc être différentes de
celles pour lesquelles les pièges à iode sont valorisés dans la démonstration de sûreté. Il est donc important
de mesurer ces paramètres pour évaluer leur impact sur le facteur de décontamination.
De nombreuses études ont été menées pour déterminer la performance de piégeage de l’iodure de
méthyle dans différentes conditions pour le charbon actif imprégné. Les facteurs les plus importants sont
l’humidité relative, la température, la vitesse frontale (et le temps de contact), ainsi que les phénomènes de
vieillissement.
Le présent document fournit des recommandations sur ces paramètres d’influence afin de s’assurer de la
reproductibilité de l’essai dans des conditions contrôlées. Il est important de noter que, pour comparer les
résultats d’essai aux valeurs de référence, les conditions d’essai doivent être aussi proches que possible des
conditions d’un accident.
Les autres paramètres non développés ci-dessous sont considérés comme du second ordre dans l’influence
sur le facteur de décontamination.
4.3.3.2 Humidité relative et température
L’humidité relative dans l’air a un effet négatif sur l’efficacité des pièges à iode pour collecter l’iodure de
méthyle en raison de la réduction des sites d’adsorption disponibles du charbon actif. Les molécules d’eau à
la surface du charbon actif créent des accumulations liées dans un réseau par des liaisons hydrogène, puis
remplissent la structure poreuse du charbon actif, ce qui entraîne une diminution des sites disponibles
pour les espèces iodées. Il existe donc une compétition entre les espèces iodées et la vapeur d’eau pour
[13]
l’adsorption dans le charbon actif . Une manière simple de réduire l’humidité relative dans l’air et ses effets
sur l’efficacité des pièges à iode est d’augmenter la température de l’air. Cependant, plus la température de
l’air est élevée, plus l’adsorption physique est mauvaise (en raison du mouvement brownien plus important).
D’autre part, plus la température de l’air est élevée, meilleures sont les réactions impliquées dans la
chimisorption (imprégnation au TEDA) ou l’échange isotopique (imprégnation au KI).
Comme l’efficacité est une combinaison de tous ces phénomènes antagonistes, plus la température de l’air
est élevée, meilleure est l’efficacité globale en ce qui concerne le facteur de décontamination d’un piège à
iode (même si l’adsorption d’iode gazeux est inférieure, le gain global sur l’efficacité est meilleur en raison de
[14][15][16]
la réduction de l’impact de l’humidité relative ). Ce comportement du charbon actif en fonction de
l’humidité relative et de la température est bien établi avec les travaux multiparamétriques précédents de
[8]
Shiomi .
Dans la pratique, des dispositifs de chauffage électriques sont couramment placés en amont des pièges à
iode dans les installations nucléaires afin d’améliorer l’efficacité des pièges à iode. La température de service

des dispositifs de chauffage est généralement d’environ 70 °C, ce qui est suffisant pour réduire l’humidité
relative en dessous de 40 %.
NOTE 1 En dessous de 40 % d’humidité relative, un charbon actif adsorbe moins de molécules d’eau (le charbon actif
est hydrophobe). Au-dessus de 40 %, l’adsorption de l’eau augmente significativement (voir isothermes d’adsorption
[18]
de l’eau pour le charbon actif ).
NOTE 2 La température de service peut être supérieure, mais toujours inférieure à une plage de 100 °C à 120 °C
afin d’éviter une augmentation du phénomène de désorption ou une dégradation de l’imprégnation au TEDA qui peut
entraîner le dégagement de l’iode collecté précédemment (noter qu’à des températures plus élevées, il faut s’attendre à
l’inflammation d’un charbon actif neuf).
Comme cette méthode permet aux exploitants d’installations nucléaires de comparer un facteur de
décontamination à des valeurs de référence (par exemple à des critères de sûreté, à des réglementations
nationales), il est important de réaliser l’essai avec les dispositifs de chauffage en fonctionnement, lorsqu’ils
sont présents, afin de reproduire le plus fidèlement possible les conditions d’utilisation. Ce sont les conditions
dans lesquelles les pièges à iode sont valorisés dans le cadre de la démonstration de sûreté.
De plus, avec les dispositifs de chauffage en fonctionnement, les conditions hygrométriques et thermiques
(température de service des dispositifs de chauffage et humidité relative inférieure à 40 %) sont maitrisées,
ce qui est favorable à la reproductibilité de l’essai.
En plus de la température et de l’humidité relative de l’air en amont du piège à iode, comme indiqué dans
l’ISO 16659-1, il est important d’atteindre l’équilibre hygrométrique et thermique du piège à iode pour assurer
une comparaison fiable d’un essai à l’autre. Cet équilibre est généralement atteint après une durée assez
longue après la mise en service des dispositifs de chauffage (l’ISO 16659-1 indique 16 h). Cette durée peut
être réduite si l’humidité relative de l’air pendant l’essai est très faible (par exemple air sec) ou si le volume
de charbon actif dans le piège à iode est très faible, ou encore s’il existe des contraintes opérationnelles
(par exemple impossibilité de mettre les dispositifs de chauffage en fonctionnement pendant une longue
période avant l’essai). L’équilibre hygrométrique et thermique peut alors être considéré comme atteint, par
exemple si la température de l’air en aval du piège est suffisamment éloignée de la température de rosée ou
si la température et l’humidité relative de l’air en amont et en aval du piège à iode sont proches (par exemple
ΔT < 5 °C et ΔHR < 5 % mesurées conformément aux Normes nationales comme indiqué dans les Références
[19] ou [20]).
Pour les essais réalisés sans dispositif de chauffage, cette méthode reste valable et fournit le facteur de
décontamination réel du piège à iode dans les conditions d’essai. Toutefois, les conditions d’essai peuvent être
très différentes de celles rencontrées lors des scénarios d’accidents. Deuxièmement, les conditions d’essai
peuvent être différentes d’un essai à l’autre et, par conséquent, l’établissement de courbes de tendance est
plus délicat.
Certaines corrélations permettent de calculer le facteur de décontamination d’un piège à iode à la
température ou à l’humidité relative spécifiées souhaitées à partir des résultats obtenus dans les conditions
d’essai. Ces corrélations empiriques doivent être appliquées avec une prudence particulière quant à leur
domaine de validité, notamment en ce qui concerne la nature du charbon actif ou de son imprégnation
(voir Annexe C).
Enfin, en raison de l’importance de l’humidité relative et de la température sur l’efficacité des pièges à iode,
ces paramètres doivent être mesurés et consignés dans le rapport d’essai (voir Annexe E).
4.3.3.3 Temps de contact entre l’air et l’adsorbant
Comme indiqué dans l’ISO 16659-1, le temps de contact (couplage de la vitesse de l’air et de l’épaisseur du
lit de charbon) est un paramètre essentiel, car l’adsorption n’est pas un phénomène instantané. Si le modèle
de pièges à iode mis en œuvre est toujours le même, le débit d’air devient le paramètre déterminant pour le
temps de contact et doit être mesuré et consigné dans le rapport d’essai (voir Annexe E).
NOTE Le temps de contact pour les pièges à iode de l’industrie est généralement compris entre 0,2 s et 0,4 s.

De même, pour assurer la détermination d’un facteur de décontamination représentatif de celui rencontré
en cas d’accident (représentativité de l’essai), cette méthode actuelle exige de réaliser l’essai au débit d’air le
plus proche possible de celui rencontré en cas d’accident (et donc au temps de contact).
Si l’essai est réalisé à un débit d’air réduit (ce qui augmente le temps de contact et donc l’efficacité), il convient
d’utiliser des corrélations adaptées pour déterminer le facteur de décontamination au débit d’air nominal.
Pour s’assurer de la reproductibilité des essais, il convient que le débit d’air soit équivalent d’un essai à l’autre
(environ 10 % à 15 % en tenant compte des incertitudes). Si des essais d’efficacité périodiques sont effectués
avec des débits d’air variables pour un piège à iode, il est plus complexe d’effectuer la comparaison d’un essai
à l’autre et donc, l’établissement de courbes de tendance.
4.3.3.4 Phénomènes de vieillissement
Le piège à iode a une durée de vie relativement courte lorsqu’un facteur de décontamination élevé est
attendu. Lorsqu’un traceur radioactif est utilisé, il faut être attentif si une grande quantité d’iode est
injectée dans le cadre d’un essai d’un piège à iode en service depuis plus de quatre à six ans. Pour calculer
l’activité de l’iode 131 à injecter (voir 8.1.2), la détermination du facteur de décontamination attendu du
piège à iode soumis à essai doit prendre en compte les phénomènes de vieillissement. Le retour d’expérience
d’exploitation peut fournir des éléments pour estimer la dégradation du facteur de décontamination. Il est
[21]
également possible d’utiliser des corrélations comme celles développées par Taylor et Taylor .
4.4 Autres spécificités de la méthode
4.4.1 Utilisation du traceur CH I
4.4.1.1 Avantages par rapport au traceur I
Les espèces d’iode gazeux radioactives impliquées dans les accidents graves de réacteurs sont souvent le
I et, dans une plus faible proportion, le CH I (d’autres molécules d’iodure gazeux existent, mais elles ne
2 3
sont pas prises en compte en raison de leurs quantités négligeables). Une méthode employant du CH I
plutôt que du I est cependant plus pertinente en raison des propriétés de dépôt/adsorption nettement plus
faibles de l’iodure de méthyle par rapport à l’iode moléculaire. En effet, le présent document exploite cette
caractéristique:
— en évitant l’injection préalable d’iode non radioactif dans les conduits de ventilation qui entraîne un
vieillissement artificiel des systèmes de ventilation, le I étant corrosif (cette injection préalable
est habituellement réalisée afin de distinguer l’iode collecté dans le piège à iode, donc le facteur de
décontamination, de celui collecté par les équipements du système de ventilation [conduits, vannes,
etc.]);
— en limitant l’activité de l’iode 131 injecté, car des facteurs de décontamination plus faibles sont attendus
avec le CH I qu’avec le I ;
3 2
— en limitant la contamination par l’iode radioactif des équipements d’essai, ce qui réduit ainsi le risque
de contamination des travailleurs et facilite l’évacuation des équipements hors de la zone contrôlée de
l’installation.
4.4.1.2 Pureté du CH I gazeux
Le CH I gazeux est habituellement généré par la réaction chimique du sulfate de diméthyle et de l’iodure
[22][23]
de sodium radioactif, mais il peut également être généré par échange isotopique entre l’iodure de
méthyle stable et l’iodure de sodium radioactif (voir 8.1.2).
Quelle que soit la réaction, si les paramètres ne sont pas bien contrôlés, la génération de CH I peut produire
d’autres espèces d’iodures (autres formes organiques, radioactives ou non) ayant des propriétés physiques et
chimiques différentes, ce qui peut conduire à un biais dans la détermination du facteur de décontamination
ou libérer des réactifs indésirables, par exemple le sulfate de diméthyle pour les travailleurs.

Malheureusement, il n’existe pas de méthode en temps réel pour vérifier la composition des espèces d’iodure
libérées en particulier la forme CH I. Il est donc essentiel de respecter la procédure de génération du
CH I afin de réaliser la réaction correctement. La procédure doit comprendre la vérification de paramètres
tels que la température ou les conditions de bullage et de mélange, ainsi que la pureté des réactifs utilisés,
par exemple le sulfate de diméthyle. Le respect de ces procédures doit contribuer à la reproductibilité de
l’essai d’efficacité.
NOTE 1 Le retour d’expérience et le savoir-faire des exploitants nucléaires sont des éléments essentiels des
procédures éprouvées qui contribuent à la mise en place de méthodes reproductibles.
NOTE 2 Pour le développement de nouvelles procédures ou l’optimisation de procédures existantes, en phase
de laboratoire et avant l’introduction de matières radioactives, des méthodes comme la spectroscopie infrarouge
(par exemple IRTF, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier) ou la chromatographie en phase gazeuse
peuvent être utilisées pour déterminer les valeurs optimales des paramètres pour ces réactions de génération de
CH I gazeux.
4.4.1.3 Désorption du CH I dans un piège à iode
En raison des phénomènes de piégeage réversibles de l’iode gazeux sur le charbon actif (adsorption physique
et échange isotopique, mais pas la chimisorption), une désorption peut se produire. Le pic de désorption
[24][25]
apparaît généralement plusieurs heures après l’injection . Ce moment dépend de paramètres liés au
sorbant, tels que la nature du produit d’imprégnation, la surface spécifique et l’épaisseur du lit de charbon
actif, ainsi que des conditions de fonctionnement, notamment l’humidité relative et le temps de contact.
Pour tenir compte de la désorption de l’iodure de méthyle, la présente méthode exige que la durée des
échantillonnages, en particulier l’échantillonnage aval, soit supérieure à la durée d’injection. Néanmoins, une
longue durée d’échantillonnage peut ne pas être compatible avec les contraintes de l’industrie. En général, la
durée d’échantillonnage in situ est courte, par exemple près d’une heure, ce qui est une pratique habituelle
dans l’industrie. Il est important que cette durée soit constante pour tous les essais du même piège à iode afin
de s’assurer de la reproductibilité. Il faut également reconnaître que cela constitue une limite de la méthode,
car une durée d’échantillonnage courte ne tient pas compte de la totalité du phénomène de désorption.
4.4.1.4 Demi-vie de l’iode 131
La demi-vie de l’iode 131 doit être prise en compte pour l’activité de la source lors de l’essai, mais aussi pour
le temps qui s’écoule entre l’échantillonnage et le comptage.
4.4.2 Toxicité
Le dispositif de génération doit être dans une enceinte de confinement (par exemple une boîte à gants) en
131 131
raison des toxicités chimiques et radiologiques (sulfate de diméthyle, Na I liquide et CH I gazeux), ainsi
que de la volatilité des solutions à utiliser et du gaz produit.
4.4.3 Échantillonnage
4.4.3.1 Représentativité
L’échantillonnage doit être représentatif de la concentration en iode 131 dans le conduit de ventilation amont
et aval du piège à iode soumis à essai afin de déterminer son facteur de décontamination. À cet effet, les
exigences générales définies dans l’ISO 2889, qui décrit les critères de bon mélange du traceur au niveau des
sections de prélèvement, doivent être respectées. L’échantillonnage isocinétique n’est pas exigé, car l’iodure
de méthyle est injecté sous forme gazeuse.
Pour l’échantillonnage amont, la représentativité de l’échantillonnage est liée à l’
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