ISO 6980-2:2004

Nuclear energy - Reference beta-particle radiation - Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field

ISO 6980-2:2004 specifies methods for the measurement of the directional absorbed-dose rate in a tissue-equivalent slab phantom in the ISO 6980 reference beta-particle radiation fields. The energy range of the beta-particle-emitting isotopes covered by these reference radiations is 0,066 to 3,54 MeV (maximum energy). Radiation energies outside this range are beyond the scope of this standard. While measurements in a reference geometry (depth of 0,07 mm at perpendicular incidence in a tissue-equivalent slab phantom) with a reference class extrapolation chamber are dealt with in detail, the use of other measurement systems and measurements in other geometries are also described, although in less detail. The ambient dose equivalent, H*(10) as used for area monitoring of strongly penetrating radiation is not an appropriate quantity for any beta radiation, even for that penetrating a 10 mm thick layer of ICRU tissue (i.e. Emax greater than 2 MeV). If adequate protection is provided at 0,07 mm, only rarely will one be concerned with other depths, for example 3 mm. ISO 6980-2:2004 is geared towards organizations wishing to establish reference-class dosimetry capabilities for beta particles, and serves as a guide to the performance of dosimetry with the reference class extrapolation chamber for beta-particle dosimetry in other fields. Guidance is also provided on the statement of measurement uncertainties.

Énergie nucléaire — Rayonnements bêta de référence — Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs fondamentales caractérisant le champ du rayonnement

L'ISO 6980-2:2004 précise les méthodes de mesure du débit de dose directionnel absorbé par un fantôme-plaque équivalent aux tissus dans les champs de rayonnements bêta de référence ISO 6980. La gamme d'énergie des isotopes émettant des particules bêta couverte par ces rayonnements de référence est comprise entre 0,066 et 3,54 MeV (énergie maximale). Les écarts par rapport à ces sources sont hors du domaine d'application de la présente norme. Alors que les mesures dans une géométrie de référence (profondeur de 0,07 mm à une incidence perpendiculaire dans un fantôme-plaque équivalent aux tissus) avec une chambre à extrapolation de référence sont traitées en détail, l'utilisation d'autres systèmes de mesure et les mesures dans d'autres géométries sont également décrites, mais de façon moins détaillée. L'équivalent de dose ambiant, H*(10) tel qu'utilisé pour la surveillance de zone des rayonnements fortement pénétrants n'est pas une grandeur appropriée pour des rayonnements bêta, même celui qui pénètre une couche de 10 mm d'épaisseur de tissus ICRU (c'est-à-dire Emax > 2 MeV). Si une protection adéquate est assurée à 0,07 mm, on ne sera que rarement concerné par d'autres profondeurs, par exemple 3 mm. L'ISO 6980-2:2004 est destinée à des organisations qui souhaitent établir des capacités dosimétriques de référence pour les particules bêta et elle sert de guide pour la réalisation de la dosimétrie avec la chambre à extrapolation de référence pour la dosimétrie des particules bêta dans d'autres domaines. Des indications sont également fournies sur l'expression des incertitudes de mesure.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication 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: 01-Nov-2022
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revised: ISO 6980-2:2022 - Nuclear energy - Reference beta-particle radiation - Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field
• Effective Date: 23-Apr-2020
• Revises: ISO 6980:1996 - Reference beta radiations for calibrating dosemeters and dose-rate meters and for determining their response as a function of beta-radiation energy
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6980-2
Première edition
2004-10-15
Nuclear energy — Reference beta-particle
radiation —
Part 2:
Calibration fundamentals related to basic
quantities characterizing the radiation
field
Énergie nucléaire — Rayonnements bêta de référence —
Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs
fondamentales caractérisant le champ du rayonnement

Reference number
©
ISO 2004
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E-mail [e-mail]
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Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Calibration and traceability of reference radiation fields . 4
5 General principles for calibrations of radionuclide beta-particle fields. 5
5.1 General. 5
5.2 Scaling to derive equivalent thicknesses of various materials. 5
5.3 Characterization of the radiation field in terms of penetrability . 6
6 Calibration procedures using the extrapolation chamber. 6
6.1 General. 6
6.2 Determination of the reference beta-particle absorbed-dose rate. 7
7 Calibrations with other measurement devices . 8
7.1 Calibrations with thermoluminescence dosemeters. 8
7.2 Calibrations with thermally stimulated exo-electron emission dosemeters . 8
7.3 Calibrations with ionization chambers . 8
7.4 Calibrations with scintillator detectors. 9
8 Measurements at non-perpendicular incidence . 9
9 Uncertainties . 9
Annex A (informative) List of symbols . 16
Annex B (normative) Extrapolation chamber measurements. 19
Annex C (normative) Extrapolation chamber measurement correction factors. 23
Annex D (informative) Example of an uncertainty analysis . 31
Bibliography . 35

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.
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 6980-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,
Radiation protection. It is the second of a set of three standards concerning the production, calibration and
use of beta-particle reference radiation fields for the calibration of dosemeters and dose-rate meters for
protection purposes. The first standard in this series, ISO 6980-1 (being prepared), describes the methods of
production and characterization of the reference radiation. The third standard in the series, ISO 6980-3 (being
prepared), describes procedures for the calibration of dosemeters and dose-rate meters and the determination
of their response as a function of beta energy and angle of incidence. This standard, the second in the series,
supersedes ISO 6980:1996 and expands upon the calibration information provided in it. This standard
describes procedures for the determination of absorbed-dose rate to a reference depth of tissue from beta-
particle reference radiation fields.
ISO 6980 consists of the following parts, under the general title Nuclear energy — Reference beta-particle
radiation:
 Part 1: Method of production
 Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field
 Part 3: Calibration of area and personal dosimeters and determination of their response as a function of
energy and angle of incidence
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6980-2:2004(E)

Nuclear energy — Reference beta-particle radiation —
Part 2:
Calibration fundamentals related to basic quantities
characterizing the radiation field
1 Scope
This part of ISO 6980 specifies methods for the measurement of the directional absorbed-dose rate in a
tissue-equivalent slab phantom in the ISO 6980 reference beta-particle radiation fields. The energy range of
the beta-particle-emitting isotopes covered by these reference radiations is 0,066 to 3,54 MeV (maximum
energy). Radiation energies outside this range are beyond the scope of this standard. While measurements in
a reference geometry (depth of 0,07 mm at perpendicular incidence in a tissue-equivalent slab phantom) with
a reference class extrapolation chamber are dealt with in detail, the use of other measurement systems and
measurements in other geometries are also described, although in less detail. The ambient dose equivalent,
H*(10) as used for area monitoring of strongly penetrating radiation, is not an appropriate quantity for any beta
radiation, even for that penetrating a 10 mm thick layer of ICRU tissue (i.e. E > 2 MeV). If adequate
max
protection is provided at 0,07 mm, only rarely will one be concerned with other depths, for example 3 mm.
This document is geared towards organizations wishing to establish reference-class dosimetry capabilities for
beta particles, and serves as a guide to the performance of dosimetry with the reference class extrapolation
chamber for beta-particle dosimetry in other fields. Guidance is also provided on the statement of
measurement uncertainties.
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.
VIM:1993, International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology, second edition BIPM, IEC,
IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML
ISO 6980:1996, Reference beta radiations for calibrating dosemeters and dose-rate meters and for
determining their response as a function of beta-radiation energy
ICRU 31:1979, Average Energy Required to Produce an Ion Pair
ICRU 37:1984, Stopping Powers for Electrons and Positrons
ICRU 39:1985, Determination of Dose Equivalents Resulting from External Radiation Sources
ICRU 44:1989, Tissue Substitutes in Radiation Dosimetry and Measurement
ICRU 51:1993, Quantities and Units in Radiation Protection Dosimetry
ICRU 56:1997, Dosimetry of External Beta Rays for Radiation Protection
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ICRU Report 51, the International
Vocabulary VIM:1993 and the following apply.
3.1
extrapolation curve
curve given by a plot of the corrected ionization current versus the extrapolation chamber depth
3.2
ICRU tissue
−3
material with a density of 1 g⋅cm and a mass composition of 76,2 % oxygen, 10,1 % hydrogen, 11,1 %
carbon, and 2,6 % nitrogen (see ICRU Report 39)
3.3
ionization chamber
ionizing radiation detector consisting of a chamber filled with a suitable gas (almost always air), in which an
electric field, insufficient to induce gas multiplication, is provided for the collection at the electrodes of charges
associated with the ions and electrons produced in the measuring volume of the detector by ionizing radiation
NOTE The ionization chamber includes the measuring volume, the collecting and polarizing electrodes, the guard
electrode, if any, the chamber wall, the parts of the insulator adjacent to the sensitive volume and any additional material
placed over the ionization chamber to simulate measurement at depth.
3.3.1
extrapolation (ionization) chamber
ionization chamber capable of having an ionization volume which is continuously variable to a vanishingly
small value by changing the separation of the electrodes and which allows the user to extrapolate the
measured ionization density to zero collecting volume
3.4
ionization density
ratio of measured ionization per unit volume of air
3.5
leakage current
Ι
B
ionization chamber current measured at the operating bias in the absence of radiation
3.6
maximum beta energy
E
max
highest value of the energy of beta particles emitted by a particular nuclide which may emit one or several
continuous spectra of beta particles with different maximum energies
3.7
parasitic current
Ι
p
negative current produced by beta particles stopped in the collecting portion of the collecting electrode and
diffusing to this electrode and the wire connecting this electrode to the electrometer connector
3.8
phantoms
objects constructed to simulate the scattering and attenuation properties of the human body
NOTE In principle, the ISO water slab phantom, ISO rod phantom or the ISO pillar phantom should be used [19]. For
the purposes of this standard, however, a polymethylmethacrylate (PMMA) slab, 10 cm × 10 cm in cross-sectional area by
5 cm thick, is sufficient to simulate the backscattering properties of the trunk of the human body, while tissue-equivalent
materials such as polyethylene terephthalate (PET) are sufficient to simulate the attenuation properties of human tissue
(see 5.2).
2 © ISO 2004 – All rights reserved

3.9
reference conditions
conditions which represent the set of influence quantities for which the calibration factor is valid without any
correction
NOTE 1 The reference conditions for the quantity to be measured may be chosen freely in agreement with the
properties of the instrument to be calibrated. The quantity to be measured is not an influence quantity.
NOTE 2 For the purposes of this International Standard, the reference values for temperature, atmospheric pressure
and relative humidity are as follows:
 ambient temperature: T = 293,15 K
 atmospheric pressure: p = 101,3 kPa
 relative humidity: r = 0,65
3.10
reference point of a dosemeter
point which is placed at the point of test for calibrating or testing purposes
NOTE 1 The point of test is the location of the reference point of the extrapolation chamber at which the conventionally
true value is determined during calibration.
NOTE 2 The distance of measurement refers to the distance between the radiation source and the reference point of
the dosemeter.
3.10.1
reference point of the extrapolation chamber
point to which the measurement of the distance from the radiation source to the chamber at a given
orientation refers; the reference point is the centre of the back surface of the high-voltage electrode of the
chamber
3.11
reference absorbed dose
D
R
personal absorbed dose, D (0,07), in a slab phantom made of ICRU tissue with an orientation of the phantom
p
in which the normal to the phantom surface coincides with the (mean) direction of the incident radiation
NOTE 1 The personal absorbed dose D (0,07) is defined in ICRU Report 51. For the purposes of this standard, this
p
definition is extended to a slab phantom.
NOTE 2 The slab phantom is approximated with sufficient accuracy by the material surrounding the standard
instrument (extrapolation chamber) used for the measurement of the beta radiation field.
NOTE 3 D is approximated with sufficient accuracy by the directional absorbed dose in the ICRU sphere, D' (0,07, 0°).
R
3.11.1
reference beta-particle absorbed dose
D
Rβ
reference absorbed dose, D , at a depth of 0,07 mm due only to beta particles
R
NOTE As a first approximation, the ratio D /D is given by the bremsstrahlung correction k (see C.3).
Rβ R br
3.12
residual maximum energy
E
res
highest value of the energy of a beta-particle spectrum at the calibration distance after having been modified
by scatter and absorption
3.13
standard test conditions
range of values of a set of influence quantities under which a calibration or a determination of response is
carried out
NOTE 1 Ideally, calibrations should be carried out under reference conditions. As this is not always achievable (e.g. for
ambient air pressure) or convenient (e.g. for ambient temperature), a (small) interval around the reference values may be
used. The deviations of the calibration factor from its value under reference conditions caused by these deviations should,
in principle, be corrected for. In practice, the uncertainty aimed at serves as a criterion to determine if an influence quantity
has to be taken into account by an explicit correction or whether its effect may be incorporated into the uncertainty. During
type tests, all values of influence quantities which are not the subject of the test are fixed within the interval of the standard
test conditions.
NOTE 2 The range of values for ambient temperature, atmospheric pressure and relative humidity are as follows:
 ambient temperature: T = 291,15 to 295,15 K
 ambient pressure: p = 86 to 106 kPa
 relative humidity: r = 0,30 to 0,75
Working outside this range may result in reduced accuracy.
3.14
tissue equivalence
property of a material which approximates the radiation attenuation and scattering properties of ICRU tissue
3.15
transmission factor, T (ρ d ; α)
m m m
ratio of absorbed dose, D (ρ d ; α), in medium m at an areal depth, ρ d , and angle of radiation incidence,
m m m m m
α, to absorbed dose, D (0; 0°), at the surface of a phantom
m
3.15.1
tissue transmission factor, T (ρ d ; α)
t t t
ratio of absorbed dose, D (ρ d ; α), in ICRU tissue at an areal depth, ρ d , and angle of radiation incidence, α,
t t t t t
to absorbed dose, D (0; 0°), at the surface of an ICRU tissue slab phantom
t
3.16
zero point
reading of the extrapolation chamber depth indicator which corresponds to a chamber depth of zero, or no
separation of the electrodes
4 Calibration and traceability of reference radiation fields
The reference absorbed-dose rate of a radiation field established for a calibration in accordance with this
standard shall be traceable to a recognized national standard. The method used to provide this calibration link
is achieved through utilization of a transfer standard. This may be a radionuclide source or an approved
transfer standard instrument. The calibration of the field is valid in exact terms only at the time of the
calibration, and thereafter must be inferred, for example, from a knowledge of the half-life and isotopic
composition of the radionuclide source.
The measurement technique used by a calibration laboratory for calibrating a beta-particle measuring device
shall also be approved as required by national regulations. An instrument of the same, or similar, type to that
routinely calibrated by the calibration laboratory shall be calibrated by both a reference laboratory recognized
by a country’s approval body or institution, and the calibration laboratory. These measurements shall be
performed within each laboratory using its own approved calibration methods. In order to demonstrate that
adequate traceability has been achieved, the calibration laboratory should obtain the same calibration factor,
within agreed-upon limits, as that obtained in the reference laboratory. The use by the calibration laboratory of
standardized sources and holders which have been calibrated in a national reference laboratory is sufficient to
guarantee traceability to the national standard.
4 © ISO 2004 – All rights reserved

The frequency of a field calibration should be such that there is reasonable confidence that its value will not
move outside the limits of its specification between successive calibrations. The calibration of the
laboratory-approved transfer instrument, and the check on the measurement techniques used by the
calibration laboratory should be carried out at least every five years, or whenever there are significant
changes in the laboratory environment or as required by national regulations.
For calibrations using beta-particle fields produced by radionuclide sources, traceability shall be provided
either by using a radionuclide source whose reference absorbed-dose rate has been determined by a
reference laboratory, or by determining the reference absorbed-dose rate at the instrument test position using
an agreed-upon transfer instrument, calibrated at a reference laboratory.
5 General principles for calibrations of radionuclide beta-particle fields
5.1 General
Area and personal doses from beta-particle radiation are often difficult to measure because of their marked
non-uniformity over the skin and variation with depth. In order to correctly measure the absorbed-dose rate at
a point in a phantom in a beta-particle field, one needs a very small detector with very similar absorption and
scattering characteristics as the medium of which the phantom is composed. Since there is no ideal detector,
recourse shall be made to compromise both in detector size and composition. The concepts of “scaling factor”
and “transmission factor” are helpful to account for these compromises.
5.2 Scaling to derive equivalent thicknesses of various materials
Scaling factors have been developed by Cross [1] to relate the absorbed dose determined in one material to
that in another. These were developed from the observation that, for relatively high-energy beta-particle
sources, dose distributions in different media have the same shape, differing only by a scaling factor, which
Cross denoted as η. Originally observed in the comparison of beta ray attenuation curves in different media,
where η , the scaling factor from medium m to air, was determined from the ratios of measured attenuation,
m,a
the concept has been extended such that, for a plane source of infinite lateral extent, whether isotropic or a
parallel beam, the absorbed dose at an areal depth ρ d in medium m1 is related to the absorbed dose, in
m1 m1
medium m2, at the same areal depth ρ d , but scaled to η ρ d , by
m2 m2 m1,m2 m2 m2
Ddρη=⋅Dη ρd =η ⋅Dη ρd (1)
()
() ( )
m1 m1 m1 m1,m2 m2 m1,m2 m2 m2 m1,m2 m2 m1,m2 m1 m1
provided that
ρρdd= (2)
m1 m1 m2 m2
η is defined as the scaling factor from medium m1 to medium m2. It should be noted that the scaling
m1,m2
factors are ratios, so that η = 1/η and η = η η .
m1,m2 m2,m1 m1,m3 m1,m2 m2,m3
The user should be cautioned that this concept has been demonstrated only for materials of Z or effective
atomic number, Z , less than 18. Values of η calculated for various materials relative to tissue are shown
m
m,t
in Table 1 [2].
If we let m2 be tissue, and m1 be a medium m, Equation 1 reduces to
DρηdD=⋅ηρd (3)
() ()
m m m m,t t m,t m m
If we consider another depth, d′ in medium m, one obtains a similar equation
m
′′
DρηdD=⋅ηρd (4)
() ()
m m m m,t t m,t m m
The ratio of the absorbed dose at an arbitrary depth to that at the surface (d′ = 0) is defined as the
m
transmission factor. Thus, making this substitution and dividing Equation 3 by Equation 4, we have
Ddηρ
Ddρ
() ()
tm,t mm
mmm
Tdρ== (5)
()
mmm
DD(0) (0)
mt
or
Tdρη=T ρd (6)
()
()
mm m t m,t mm
The transmission through a layer of thickness of tissue, η ρ d , in tissue is equal to the transmission
m,t m m
through a layer of thickness of medium m, ρ d , in medium m. Thus the thickness ρ d is said to be
m m m m
equivalent to tissue with a thickness of η ρ d since the transmissions are equal. We can define the
m,t m m
m
equivalent tissue thickness d as
t
m −1
dd=ηρ ρ (7)
tm,tmmt
In general the dose and the transmission factors are functions of both the depth and angle of incidence in a
medium. When they are expressed as above with no angle given, the angle is to be taken as 0°.
5.3 Characterization of the radiation field in terms of penetrability
The transmission function, T (ρ d; α), is an important parameter of the beta-particle reference radiation field.
t t
Because of the finite thickness of all detectors used to measure absorbed-dose rate, it is necessary to
characterize the radiation field in terms of penetrability before it can be properly calibrated. Since the energy
fluence of the beta particles in a field changes as the beta particles penetrate the medium, the determination
of the relative dose as a function of depth (or depth-dose function) in a medium shall be performed with a
detector which is not sensitive to this change in energy fluence. For this reason, the relative depth-dose
function shall be determined with a thin (2 mm or less) air ionization chamber. A recommended method for
making this determination with the extrapolation chamber is given in reference [24]. The depth-dose functions
are then used to construct transmission functions, examples of which are shown in Figure 1. The measured
transmission functions, in conjunction with the calculated equivalent tissue thicknesses described above, can
be used to determine corrections in the measured absorbed-dose rate to account for finite detector size and
non-medium equivalence of the detector material. They can also be used to account for variations in the
absorbed-dose rate at the reference point due to variations in the air density between the source and the
reference point, and for attenuation in non-tissue material in front of the detector (see Annex C).
For thick detectors, one must account for the fact that the absorbed-dose rate is averaged over the volume of
a detector. Neglecting any variation in the absorbed dose rate in the plane transverse to the normal direction
of the field, the average absorbed-dose rate of a detector with a thickness v and density ρ, whose front
surface is at a depth d in a phantom of unit density, is given by
dv++ρρdv
DDδδd0 Tδδd
() () ( )
mm
∫∫
dd
D dv,,ρρ== = D 0 T dv, , (8)
() ()()
m m
ρρvv
For thick detectors (v > 0,1 mm), this effect may be compensated for by shifting the reference point towards
the source from the centre of the detector.
6 Calibration procedures using the extrapolation chamber
6.1 General
The extrapolation chamber is the primary measurement device for specifying dose rate in beta-particle fields.
It is a parallel plate chamber which consists of components which allow a variable ionization volume to be
6 © ISO 2004 – All rights reserved

achieved, by movement of one of the plates towards the other. A typical design [3] is shown in Figure 2, which
utilizes a fixed entrance window and a movable collecting electrode. The entrance window also serves as the
high-voltage electrode, and consists of a very thin conducting plastic foil. The window must be thin enough to
not unduly attenuate the beta-particle radiation, yet strong enough to not be deformed by attraction to the
−2
grounded collecting electrode. Carbonized PET foils of about 0,7 mg ⋅ cm are now typical of commercially
available devices. The collecting electrode is maintained at ground potential and defines the cross-sectional
area of the ionization volume. It must be of conducting material or have a conducting coating, and must be
surrounded by, and electrically insulated from, a guard region. This insulation must be thin enough to not
perturb the electric field lines in the chamber volume, which ideally are uniform, and everywhere perpendicular
to the two electrodes. In the design shown in Figure 2, the collecting electrode is constructed from
polymethylmethacrylate (PMMA) which has a thin coating of conductive material in which a narrow groove has
been inscribed to define the collecting area. The device must be equipped with an accurate means to
determine incremental changes in the distance between the two electrodes, hereafter referred to as the
chamber depth; a micrometer attached to the piston which drives the collecting electrode is usually employed.
A bipolar, variable voltage DC power source is used to supply the high voltage to the collecting electrode, and
a low-noise electrometer is used to measure the current collected by the collecting electrode. Details of the
measurement of the ionization current are given in Annex B.
6.2 Determination of the reference beta-particle absorbed-dose rate
The determination of the absorbed-dose rate to tissue due to beta particles measured with an extrapolation
chamber is derived from the following general relationship:
W 
∆Ι

Ds= (9)
t t,a
em∆
a

BG
where ∆I is the increment of ionization current and ∆m is the increment of the mass of air in the collecting
a
volume under Bragg-Gray (BG) conditions. Unfortunately Bragg-Gray (BG) conditions are generally not
realized in measurements of the beta-particle reference radiation fields, and to overcome this difficulty, various
corrections are applied and the evaluation of the reference beta-particle absorbed-dose rate is accomplished
with
We/ s
()
0 t,a d


Dk= {(k'Ι A)} (10)
Rβ

ρ a dA

a0
A=0
where
We is the quotient of the mean energy required to produce an ion pair in air under
()
reference conditions and the elementary charge e, with a recommended value of
−1
(33,83 ± 0,06) J C [4,5] (this value may be used for standard test conditions without
correction);
ρ is the density of air at the reference conditions of temperature, pressure and relative
a0
humidity;
a is the effective area of the collecting electrode;
d

is the limiting value of the slope of the corrected current versus chamber depth A
{'kk Ι(A)}

dA

A=0
function;
s is the ratio of the mean mass-electronic stopping powers in tissue to air;
t,a
k′ is the product of the correction factors which are independent of the chamber depth;
k is the product of the correction factors which vary with the chamber depth.
The various correction factors are described in Tables 2 and 3, and methods for determining them are given in
Annex C. Methods for determining the limiting slope are given in Annex B.10. The quantity s is given by
t,a
E
max
ΦρSE/d
()( )
E
∫ tel,t
s = (11)
t,a
E
max
ΦρSE/d
()( )
E
∫
tel,a
where (Φ ) is the spectrum of electrons at the reference point of the extrapolation chamber, (S/ρ) is the
E t el,t
mass-electronic stopping power for an electron with kinetic energy E in tissue-equivalent material and (S/ρ)
el,a
is the corresponding quantity for air. It is assumed that secondary electrons (delta rays) deposit their energy
where they are generated so that they do not contribute to the electron fluence. The upper limit of the integrals
is given by the maximum energy, E , of the beta particles in the fluence spectrum and the lower limit
max
corresponds to the lowest energy in the spectrum, here indicated by a zero. In principle, this spectrum also
includes any electrons set in motion by bremsstrahlung photons but these are usually of negligible importance.
Values for s have been calculated [3] using Equation 11 for several beta-emitting radioisotopes, on the
t,a
idealized assumption that the beta particles continuously dissipate their energy. Measurements of (Φ ) were
E t
performed [5] using electron spectrometers [2,6]. These data were not corrected for backscattering loss (less
than 10 % of the incident beta particles are not detected due to backscattering from the detector surface) or
detector resolution. However, they can be used to calculate s to a sufficiently good approximation since
t,a
(S/ρ) depends only slightly on beta-particle energy. For the averaging, the values of (S/ρ) of Seltzer [2]
el,m el,m
were used; the results are shown in Table 4.
For the determination of reference absorbed-dose rate, a thickness of PET should be added to the front
−2
surface of the extrapolation chamber such that the total thickness including the window is 7,6 mg⋅cm . This
−2
thickness of PET is equivalent to a thickness of 7 mg⋅cm of tissue according to the scaling relation
discussed in 5.2.
7 Calibrations with other measurement devices
7.1 Calibrations with thermoluminescence dosemeters
−2
Thin (less than 25 mg⋅cm ) thermoluminescence dosemeters (TLDs) of materials with low atomic number,
such as LiF, Li B O , Mg B O , or Al O , may be used successfully without correction for detector thickness
2 4 3 2 4 7 2 3
for the calibration of beta-particle radiation fields for all but the lowest energies (E < 200 keV). For the best
max
results, these systems should be calibrated in reference beta-particle radiation fields. However, adequate
results can be obtained with absorbed-dose calibrations in high-energy photon beams under conditions of
electronic equilibrium. It is possible to use thicker dosemeters without corrections for thickness if they are
loaded with an opaque material to effectively limit the light emitted only to the dosemeter surface. If thicker
dosemeters are used, then an independent means shall be used to determine the transmission function in the
medium of interest in order to correct the dosemeter reading for volume averaging effects (see 5.3).
Measurements of reference absorbed-dose rate should be performed with the centre of the dosemeter at a
−2
depth of 7 mg⋅cm in a tissue-equivalent phantom.
7.2 Calibrations with thermally stimulated exo-electron emission dosemeters
Thermally or optically stimulated exo-electron emission from BeO can be used as a dosemeter for
beta-particle radiation at all reference radiation energies of interest, because the low energy of the emitted
exo-electrons limits their emission to only the very outer (100 nm or less) surface of the detector, thus making
them effectively extremely thin. As with thermoluminescence dosemeters, they are best calibrated in reference
beta-particle radiation fields.
7.3 Calibrations with ionization chambers
Thin (a few mm or less) fixed-volume parallel plate ionization chambers may be used to calibrate beta-particle
radiation fields for all but the lowest energies (E < 200 keV). Thicker detectors are suitable for the highest
max
8 © ISO 2004 – All rights reserved

energies only (E > 1 MeV). If calibrated in reference beta-particle radiation fields, fixed-volume ionization
max
chambers may be used as transfer instruments to establish traceability to national standards (see Clause 4).
Measurements should be performed on a phantom if the chamber rear wall is not sufficiently thick (less than
1 cm) to provide full backscatter.
7.4 Calibrations with scintillator detectors
A number of detection systems have been developed for beta-particle dosimetry which employ scintillators as
the sensitive detection elements. In the pulse-counting mode, these systems are quite sensitive and may be
employed successfully for the higher energy beta-particle fields. However, the dimensions of the scintillator
are an important determinant in the energy dependence of the response due to the volume effects described
in 5.3. Thus, scintillator systems used to calibrate beta-particle radiation fields shall be calibrated in reference
beta-particle radiation fields of the same type as they are to be employed. When used in the pulse-counting
mode, particular care must be taken at higher absorbed-dose rates to account for possible counting losses
due to pulse processing dead time.
8 Measurements at non-perpendicular incidence
Measurements at non-perpendicular incidence to determine the absorbed-dose rate as a function of angle of
incidence may be performed both with the extrapolation chamber and with thin thermoluminescence or
exo-electron dosemeters. When using the extrapolation chamber for these measurements, care must be
taken to account for the angular dependence of some of the correction factors applied to the measured
currents. The correction which is the most sensitive is the perturbation correction, which should be determined
for each angle of interest using the method of Böhm [7]. When thin TLDs are employed, only the very thinnest
detectors are suitable (effective thicknesses less than 25 µm) because of the complicated angular-dependant
volume effects in thicker dosemeters [8].
9 Uncertainties
The calibration of a radiation field obtained with an instrument shall be accompanied by a statement of the
uncertainty of the quoted value. In the determination of this value, all the uncertainties of all the
measurements and factors which contribute to the quoted value shall be assessed. The assignment of values
to these uncertainties [9,10] may either be based on statistical methods (Type A) or by other means (Type B).
For both types of assessment, the uncertainties are quoted as standard uncertainties. Type A standard
uncertainties are estimated from the standard deviation (σ) of the mean that follows from an averaging
procedure or an appropriate regression analysis.
In general, measurements may be in error in two ways: there may be a constant difference between the
measured quantity and the true quantity (offset) and/or there may be a difference between the measured
quantity and the true quantity which is not constant, but dependent on either the magnitude of the quantity
being measured and/or on other influencing quantities such as time or temperature (gain). For measurements
with the extrapolation chamber which are carried out over a range of chamber depths from which a limiting
slope is determined, the effects of gain errors are particularly significant. The measurements necessary for
determination of absorbed-dose rate with the extrapolation chamber are those associated with setting up the
instrument, and those associated with current collection at the various chamber depths. The set-up
measurements include the following:
y the distance between the source surface and the extrapolation chamber reference point;
z the distance perpendicular to the beam axis between the centre of the extrapolation chamber and
the beam axis, ideally 0;
α the angle between the beam axis and the extrapolation chamber axis, ideally 0;
d the thickness of the entrance window plus material added to make a thickness equivalent to
PET
−2
7 mg⋅cm ;
C the capacitance of the electrometer feedback capacitor;
a the effective area of the collecting electrode.
The measurements associated with current collection are the following:
A the chamber depths;
U , U the voltages induced on the feedback capacitor by the collected current;
1 2
t the integration time between the measurement of U and U ;
1 2
T the ambient temperature;
p the ambient atmospheric pressure;
r the ambient relative humidity;
t − t the time between the measurement and the reference time;
m 0
U the polarizing voltage.
Each of these measurements can, in principle, be subject to uncertainties due to both offset and gain, and a
knowledge of these shall be included in the full analysis of uncertainty (see Annex D).
In addition, the uncertainties due to the application of the various correction factors discussed in Annex C shall
be considered, and in particular the effect of the uncertainties on the limiting slope. Methods for making such
an assessment are discussed in Annex D. The uncertainties associated with the various components of
Equation 10 (see 6.2) are shown in Table 6, with references to where uncertainties for the various quantities
were obtained.
10 © ISO 2004 – All rights reserved

Key
−2
X Tissue depth, mg⋅cm
Y Transmission factor
Upper part: full depth dose curves with logarithmic scale for tissue depths.
−2
Middle part: measured functions for tissue depths up to 18 mg⋅cm .
−2
Lower part: measured functions shown on a logarithmic scale for tissue depths up to 18 mg⋅cm .
204 85
NOTE The depth dose curve for Tl is very similar to that shown for Kr.
Figure 1 — Depth dose curves measured at the calibration distances y
for several beta-particle sources
Key
1 piston
2 entrance window
3 collecting electrode
4 guard ring
A chamber depth
Figure 2 — Schematic cross-section of the main parts of an extrapolation chamber
Table 1 — Calculated beta-particle scaling factors of low-Z media relative to tissue
Medium, m η
m,t
A-150 plastic 0,983
Air 0,915
Aluminum 0,915
Aluminum oxide 0,908
Beryllium oxide 0,849
Calcium fluoride 0,958
Calcium sulfate 0,989
Carbon 0,875
ICRU tissue 1,000
Lithium fluoride 0,840
Lithium tetraborate 0,864
Magnesium tetraborate 0,883
Plastic scintillator (vinyltoluene based) 0,971
Polycarbonate 0,942
Polyethylene 1,012
Polyethylene terephthalate (PET) 0,933
Polyimide 0,916
Polymethylmethacrylate (PMMA) 0,963
Polystyrene 0,952
Polytetrafluoroethylene (PTFE) 0,884
Silicon 0,958
Skin 0,997
Water 1,015
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Table 2 — Correction factors which are constant for the entire extrapolation curve measurement
Influencing parameters related to
Symbol Description
Extrapolation Condition of Irradiation
Source
chamber use conditions
Correction factor for the difference in
k backscatter between tissue and the + + +
ba
material of the collecting electrode
Correction factor for the effect of
k bremsstrahlung from the beta-particle  +
br
source
Correction factor for the electrostatic
k attraction of the entrance window due to + +
el
the collecting voltage
Correction factor for the effect of
humidity of the air in the collecting
k +
hu
volume on the average energy required
to produce an ion pair
Correction factor for interface effects
between the air in the collecting volume
k +
in
and the adjacent entrance window and
collecting electrode
Correction for the radial non-uniformity
k of the beam, i.e. perpendicular to the +  +
ra
beam axis
Table 3 — Correction factors which may vary during the extrapolation curve measurement
Influencing parameters relating to
Symbol Description
Extrapolation Condition of Irradiation
Source
chamber use conditions
Correction factor for variations in the
attenuation of beta particles between
k the source and the collecting volume + + +
abs
due to variations from reference
conditions
Correction for the attenuation of beta
k + + +
ac
particles in the collecting volume
Correction factor for the variations of the
k air density in the collecting volume from +
ad
reference conditions
Correction factor for the radioactive
k  +
de
decay of the beta-particle source
Correction factor for the axial
k + + +
di
non-uniformity of the beta-particle field
Correction factor for the perturbation of
k the beta-particle flux density by the side + + +
pe
walls of the extrapolation chamber
Correction factor for ionisation losses
k + + +
sat
due to ionic recombination
Table 4 — Calculated mean mass-electronic stopping power ratios
Relative
standard
Value of s for the radionuclide
t,a
uncertainty
(%)
14 147 204 85 90 90 106 106
C Pm Tl, Kr Sr+ Y Ru+Rh
1,133 1,124 1,121 1,110 1,102 0,6

Table 5 — Examples of uncertainties (1 σ ) associated with the measurements necessary to determine
absorbed-dose rate with the extrapolation chamber

Reference Method of Values of the standard uncertainty for the radionuclides
Correction
for the evaluation
factor or Unit
quoted of standard
14 147 204 85 90 90 106 106
quantity C Pm Tl and Kr Sr+ Y Ru+ Rh
value uncertainty
y mm B 0,3
z mm B 0,3
α degrees B 0,1
−2
ρ d g⋅cm A 0,000 1
PET PET
C pF A-B 0,1
a cm [3] A-B 0,005
A mm B 0,001
a
U V A
B 0,003
a
U V A
B 0,003
t s B 0,001
T K B 0,1
p kPa B 0,05
r  B 0,02
t − t s B 0,1
m 0
U V B 0,1
a
The magnitude of the statistical
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 6980-2
Première édition
2004-10-15
Énergie nucléaire — Rayonnements bêta
de référence —
Partie 2:
Concepts d'étalonnage en relation avec
les grandeurs fondamentales
caractérisant le champ du rayonnement
Nuclear energy — Reference beta-particle radiation —
Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities
characterizing the radiation field

Numéro de référence
©
ISO 2004
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Étalonnage et traçabilité des champs de rayonnement de référence . 4
5 Principes généraux pour l'étalonnage de champs de particules bêta de sources de
radionucléides. 5
5.1 Généralités. 5
5.2 Échelle de calcul des épaisseurs équivalentes de différents matériaux . 5
5.3 Caractérisation du champ de rayonnement en termes de pénétrabilité . 6
6 Procédures d'étalonnage avec la chambre à extrapolation . 7
6.1 Généralités. 7
6.2 Détermination du débit de dose absorbée de référence de particules bêta. 7
7 Étalonnages avec d'autres appareils de mesure. 8
7.1 Étalonnages avec des dosimètres thermoluminescents. 8
7.2 Étalonnages avec des dosimètres à émission d'exoélectrons par stimulation thermique. 9
7.3 Étalonnages avec des chambres d'ionisation . 9
7.4 Étalonnages avec des détecteurs à scintillations . 9
8 Mesures à une incidence non perpendiculaire. 9
9 Incertitudes. 10
Annexe A (informative) Liste des symboles . 16
Annexe B (normative) Mesures avec une chambre à extrapolation . 19
Annexe C (normative) Facteurs de correction de mesure avec une chambre à extrapolation. 23
Annexe D (informative) Exemple d'une analyse d'incertitude . 31
Bibliographie . 35

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 6980-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,
Radioprotection. Elle est la deuxième d'une série de trois normes couvrant la production, l'étalonnage et
l'utilisation des champs de référence de rayonnement bêta pour l'étalonnage des dosimètres et des
débitmètres utilisés aux fins de protection. La première norme de cette série, l'ISO 6980-1 (en préparation),
décrit les méthodes de production et de caractérisation de radiation de référence. La troisième norme de cette
série, l'ISO 6980-3 (en préparation), décrit les modes opératoires pour l'étalonnage des dosimètres et des
débitmètres et la détermination de leur réponse en fonction de l'énergie bêta et de l'angle d'incidence. La
présente norme, deuxième de la série, remplace et développe les informations d'étalonnage fournies dans
l'ISO 6980:1996. Le présent document décrit les modes opératoires pour la détermination du débit de dose
absorbée par une profondeur de tissu de référence à partir de champs de référence de rayonnement bêta.
L'ISO 6980 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Énergie nucléaire —
Rayonnement bêta de référence:
 Partie 1: Méthode de production
 Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs fondamentales caractérisant le champ du
rayonnement
 Partie 3: Étalonnage de dosimètres de zone et de dosimètres individuels et détermination de leur réponse
en fonction de l'énergie et de l'angle d'incidence

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NORME INTERNATIONALE ISO 6980-2:2004(F)

Énergie nucléaire — Rayonnements bêta de référence —
Partie 2:
Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs
fondamentales caractérisant le champ du rayonnement
1 Domaine d'application
La présente Partie de l'ISO 6980 précise les méthodes de mesure du débit de dose directionnel absorbé par
un fantôme-plaque équivalent aux tissus dans les champs de rayonnement bêta de référence ISO 6980. La
gamme d'énergie des isotopes émettant des particules bêta couverte par ces rayonnements de référence est
comprise entre 0,066 et 3,54 MeV (énergie maximale). Les écarts par rapport à ces sources sont hors du
domaine d'application de la présente norme. Alors que les mesures dans une géométrie de référence
(profondeur de 0,07 mm à une incidence perpendiculaire dans un fantôme-plaque équivalent aux tissus) avec
une chambre à extrapolation de référence sont traitées en détail, l'utilisation d'autres systèmes de mesure et
les mesures dans d'autres géométries sont également décrites, mais de façon moins détaillée. L'équivalent de
dose ambiant, H*(10) tel qu'utilisé pour la surveillance de zone des rayonnements fortement pénétrants, n'est
pas une grandeur appropriée pour des rayonnements bêta, même celui qui pénètre une couche de 10 mm
d'épaisseur de tissus ICRU (c'est-à-dire E > 2 MeV). Si une protection adéquate est assurée à 0,07 mm,
max
on ne sera que rarement concerné par d'autres profondeurs, par exemple 3 mm.
Le présent document est destiné à des organisations qui souhaitent établir des capacités dosimétriques de
référence pour les particules bêta et il sert de guide pour la réalisation de la dosimétrie avec la chambre à
extrapolation de référence pour la dosimétrie des particules bêta dans d'autres domaines. Des indications
sont également fournies sur l'expression des incertitudes de mesure.
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).
VIM:1993, Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie, deuxième édition,
BIPM/CEI/FICC/ISO/OIML/UICPA/UIPPA
ISO 6980:1996, Rayonnements bêta de référence pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres et
pour la détermination de leur réponse en fonction de l'énergie bêta
ICRU 31:1979, Average Energy Required to Produce an Ion Pair
ICRU 37:1984, Stopping Powers for Electrons and Positrons
ICRU 39:1985, Determination of Dose Equivalents Resulting from External Radiation Sources
ICRU 44:1989, Tissue Substitutes in Radiation Dosimetry and Measurement
ICRU 51:1993, Quantities and Units in Radiation Protection Dosimetry
ICRU 56:1997, Dosimetry of External Beta Rays for Radiation Protection
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans le rapport ICRU 51, le
Vocabulaire international VIM:1993, ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
courbe d'extrapolation
courbe donnée par un tracé du courant d'ionisation corrigé par rapport à la profondeur de la chambre à
extrapolation
3.2
tissu ICRU
−3
matériau d'une densité de 1 g·cm et d'une composition massique de 76,2 % d'oxygène, 10,1 % d'hydrogène,
11,1 % de carbone et 2,6 % d'azote (voir rapport ICRU 39)
3.3
chambre d'ionisation
détecteur de rayonnements ionisants constitué d'une chambre remplie d'un gaz approprié (le plus souvent de
l'air) dans laquelle un champ électrique, insuffisamment fort pour provoquer une multiplication dans le gaz,
assure la collection, par les électrodes, des charges associées aux ions et aux électrons produits par le
rayonnement ionisant, dans le volume de mesure du détecteur
NOTE La chambre d'ionisation comprend le volume de mesure, les électrodes de collection et de polarisation,
l'électrode de garde s'il y en a une, la paroi de la chambre, les isolants adjacents au volume sensible et tout matériau
supplémentaire placé sur la chambre d'ionisation pour simuler la mesure en profondeur.
3.3.1
chambre à extrapolation (ionisation)
chambre d'ionisation pouvant disposer d'un volume d'ionisation continuellement variable jusqu'à une petite
valeur infinitésimale en changeant la séparation des électrodes et qui permet à l'utilisateur d'extrapoler la
densité d'ionisation mesurée à un volume de collection de zéro
3.4
densité d'ionisation
rapport de l'ionisation mesurée par unité de volume d'air
3.5
courant de fuite
I
B
courant de la chambre d'ionisation mesuré à sa tension de fonctionnement en l'absence de rayonnement
3.6
énergie bêta maximale
E
max
valeur la plus élevée de l'énergie des particules bêta émises par un nucléide particulier qui peut émettre un ou
plusieurs spectres continus de particules bêta avec des énergies maximales variables
3.7
courant parasite
I
p
courant négatif produit par des particules bêta arrêtées dans la partie de collection de l'électrode de collection
et diffusant vers cette électrode et le fil reliant cette électrode au connecteur de l'électromètre
3.8
fantômes
objets construits de façon à simuler les propriétés de diffusion et d'atténuation du corps humain
NOTE En principe, il convient d'utiliser un fantôme-plaque d'eau ISO, un fantôme-rondin ISO ou un fantôme-colonne
ISO [19]. Pour les besoins de la présente norme, une plaque en méthacrylate de polyméthyle (PMMA) de 10 cm × 10 cm
de section droite sur 5 cm d'épaisseur est toutefois suffisante pour simuler les propriétés de rétrodiffusion du tronc du
corps humain, alors que des matériaux équivalents aux tissus, comme le polyéthylène téréphtalate (PET) sont suffisants
pour simuler les propriétés d'atténuation des tissus humains (voir 5.2).
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés

3.9
conditions de référence
série de grandeurs d'influence pour lesquelles le facteur d'étalonnage est valable sans effectuer de correction
NOTE 1 Les conditions de référence pour la grandeur à mesurer peuvent être choisies librement en fonction des
propriétés de l'instrument à étalonner. La grandeur à mesurer n'est pas une grandeur d'influence.
NOTE 2 Pour les besoins de la présente Norme internationale, les valeurs de référence de la température, de la
pression atmosphérique et de l'humidité relative sont les suivantes:
 température ambiante: T = 293,15 K;
 pression atmosphérique: p = 101,3 kPa;
 humidité relative: r = 0,65.
3.10
point de référence d'un dosimètre
point que l'on place au point de mesure à des fins d'étalonnage ou d'essai
NOTE 1 Le point de mesure est la localisation du point de référence de la chambre à extrapolation auquel la valeur
conventionnellement vraie est déterminée pendant l'étalonnage.
NOTE 2 La distance de mesurage est la distance comprise entre la source de rayonnement et le point de référence du
détecteur.
3.10.1
point de référence de la chambre à extrapolation
point auquel se réfère la mesure de la distance de la source de rayonnement à la chambre, pour une
orientation donnée, le point de référence est le centre de la surface arrière de l'électrode haute tension de la
chambre
3.11
dose absorbée de référence
D
R
dose absorbée individuelle, D (0,07), dans un fantôme-plaque de tissu ICRU avec une orientation du
p
fantôme dans laquelle la surface du fantôme coïncide avec la direction (moyenne) du rayonnement incident
NOTE 1 La dose absorbée individuelle D (0,07) est définie dans le rapport ICRU 51. Pour les besoins de la présente
p
Norme internationale, cette définition est étendue à un fantôme-plaque.
NOTE 2 Le fantôme-plaque est approché avec une exactitude suffisante par le matériel entourant l'instrument normé
(chambre d'extrapolation) utilisé pour le champ de rayonnement bêta.
NOTE 3 D est approchée avec une exactitude suffisante par la dose individuelle absorbée dans le fantôme-plaque de
R
tissu ICRU, D' (0,07, 0°).
3.11.1
dose absorbée de particules bêta de référence
D
Rβ
dose absorbée de référence D , à une profondeur de 0,07 mm due uniquement à des particules bêta
R
NOTE En première approximation, le rapport D /D est donné par la correction du rayonnement de freinage k
Rβ R br
(voir C.3).
3.12
énergie maximale résiduelle
E
res
valeur la plus élevée de l'énergie d'un spectre de particules bêta à la distance d'étalonnage après avoir été
modifiée par diffusion et absorption
3.13
conditions normales d'essai
étendue des valeurs d'une série de grandeurs d'influence pour lesquelles un étalonnage ou une détermination
de la réponse est réalisé
NOTE 1 Dans l'idéal, il convient de réaliser les étalonnages dans les conditions de référence. Comme cela n'est pas
toujours réalisable (par exemple pour la pression atmosphérique ambiante) ou pratique (par exemple pour la température
ambiante), un (petit) intervalle encadrant les valeurs de référence peut être utilisé. En principe, il convient, en raison de
ces écarts, de corriger les déviations du facteur d'étalonnage de sa valeur obtenue dans les conditions de référence. En
pratique, l'incertitude visée sert de critère pour déterminer si une grandeur d'influence doit être prise en compte de façon
explicite par un facteur correctif ou si son effet peut être intégré à l'incertitude. Pendant les essais de type, toutes les
valeurs des grandeurs d'influence qui ne font pas l'objet de l'essai sont fixées dans le domaine des conditions normales
d'essai.
NOTE 2 L'étendue des valeurs de la température ambiante, de la pression atmosphérique et de l'humidité relative est
la suivante:
 température ambiante: t = 291,15 à 295,15 K;
 pression ambiante: p = 86 à 106 kPa;
 humidité relative: r = 0,30 à 0,75.
Le fait de travailler en dehors de ces valeurs peut entraîner une diminution de l'exactitude.
3.14
équivalence aux tissus
propriété d'un matériau qui s'apparente aux propriétés d'atténuation et de diffusion de rayonnement d'un tissu
ICRU
3.15
facteur de transmission, T (ρ d ; α)
m m m
rapport de la dose absorbée, D (ρ δ ; α), dans un milieu m à une masse surfacique, ρ d , et à un angle
m m m m m
d'incidence de rayonnement, α, avec la dose absorbée, D (0; 0°), à la surface d'un fantôme
m
3.15.1
facteur de transmission des tissus, T (ρ d ; α)
t t t
rapport de la dose absorbée, D (ρ d ; α), dans un tissu ICRU à une masse surfacique, ρ d , et à un angle
t t t t t
d'incidence de rayonnement, α, avec la dose absorbée, D (0; 0°), à la surface d'un fantôme-plaque aux tissus
t
ICRU
3.16
point zéro
lecture de l'indicateur de profondeur de la chambre à extrapolation qui correspond à une profondeur de
chambre de zéro ou à aucune séparation des électrodes
4 Étalonnage et traçabilité des champs de rayonnement de référence
Le débit de dose absorbée de référence d'un champ de rayonnement établi pour un étalonnage
conformément à la présente norme doit être traçable par rapport à un étalon national reconnu. Ce lien
d'étalonnage est obtenu en utilisant un étalon de transfert. Ce dernier peut être une source radioactive ou un
instrument étalon de transfert approuvé. L'étalonnage du champ est valable en termes exacts uniquement au
moment de l'étalonnage. Il doit être ensuite déduit, par exemple, à partir de la connaissance de la demi-vie et
de la composition isotopique de la source radioactive.
La technique de mesure utilisée par un laboratoire d'étalonnage pour étalonner un appareil de mesure de
particules bêta doit également être approuvée conformément aux réglementations nationales. Un instrument
du même type, ou similaire, à celui qui est étalonné couramment par le laboratoire d'étalonnage doit être
étalonné à la fois par un laboratoire de référence reconnu par un organisme ou une institution d'agrément du
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pays et par le laboratoire d'étalonnage. Ces mesures doivent être réalisées par chaque laboratoire au moyen
de ses propres méthodes d'étalonnage approuvées. Pour démonter qu'une traçabilité adéquate a été obtenue,
il convient que le laboratoire d'étalonnage obtienne le même facteur d'étalonnage, dans des limites
convenues, que celui obtenu dans le laboratoire de référence. L'utilisation par le laboratoire d'étalonnage de
sources et de supports normalisés qui ont été étalonnés dans un laboratoire national de référence est
suffisante pour garantir la traçabilité par rapport à l'étalon national.
Il convient que la fréquence d'étalonnage d'un champ soit telle qu'il existe une confiance raisonnable pour que
sa valeur n'excède pas les limites de sa spécification entre des étalonnages successifs. Il convient de réaliser
l'étalonnage de l'instrument de transfert approuvé en laboratoire, et la vérification des techniques de mesure
utilisées par le laboratoire d'étalonnage au moins tous les cinq ans ou chaque fois qu'il se produit des
modifications significatives dans l'environnement du laboratoire ou comme spécifié par les réglementations
nationales.
Pour les étalonnages utilisant des champs de particules bêta produites par des sources radioactives, la
traçabilité doit être possible en utilisant une source radioactive dont le débit de dose absorbée de référence a
été déterminé par un laboratoire de référence, ou bien en déterminant le débit de dose absorbée de référence
à la position d'essai de l'instrument, au moyen d'un instrument de transfert convenu, étalonné par un
laboratoire de référence.
5 Principes généraux pour l'étalonnage de champs de particules bêta de sources
de radionucléides
5.1 Généralités
Les doses de zone et individuelle à partir du rayonnement de particules bêta sont souvent difficiles à mesurer
en raison de leur non-uniformité marquée au niveau de la peau et de leur variation selon la profondeur. Pour
mesurer correctement le débit de dose absorbée à un point d'un fantôme dans un champ de particules bêta, il
faut disposer d'un très petit détecteur ayant des caractéristiques d'absorption et de diffusion très similaires à
celles du milieu constitutif du fantôme. Dans la mesure où il n'existe pas de détecteur idéal, un compromis
doit être trouvé pour ce qui concerne la taille et la composition du détecteur. Les concepts de «facteur
d'échelle» et de «facteur de transmission» aident à réaliser ces compromis.
5.2 Échelle de calcul des épaisseurs équivalentes de différents matériaux
Les facteurs d'échelle ont été développés par Cross [1] pour établir le lien entre la dose absorbée déterminée
d'un matériau à un autre. Ces facteurs sont fondés sur le fait que, pour des sources de particules bêta
d'énergies relativement élevées, les distributions de dose dans différents milieux ont la même forme et ne
diffèrent que par un facteur d'échelle, que Cross nomme η. Utilisé à l'origine pour la comparaison des courbes
d'atténuation de rayons bêta dans différents milieux, où η , le facteur d'échelle du milieu m à l'air, était
m,a
déterminé à partir des rapports d'atténuation mesurés, le concept a été étendu de sorte que, pour une source
plane d'étendue latérale infinie, il s'agisse d'un faisceau isotopique ou parallèle, la dose absorbée à une
masse surfacique ρ d dans un milieu m1 est liée à la dose absorbée, dans le milieu m2, à la même
m1 m1
masse surfacique ρ d , mais ramenée à l'échelle η ρ d , par:
m2 m2 m1, m2 m2 m2
Ddρη=⋅Dη ρd =η ⋅Dη ρd (1)
() () ( )
m1 m1 m1 m1,m2 m2 m1,m2 m2 m2 m1,m2 m2 m1,m2 m1 m1
à condition que
ρρdd= (2)
m1 m1 m2 m2
η est défini comme le facteur d'échelle du milieu m1 au milieu m2. Il convient de noter que les facteurs
m1,m2
d'échelle sont les rapports, de sorte que η = 1/η et η = η η .
m1,m2 m2,m1 m1,m3 m1,m2 m2,m3
Il convient d'avertir l'utilisateur que ce concept n'a été démontré uniquement que pour des matériaux à
nombre Z ou à numéro atomique effectif, Z , inférieur à 18. Les valeurs de η calculées pour divers
m
m,t
matériaux relatifs au tissu sont présentées au Tableau 1 [2].
Supposons que m2 soit un tissu et que m1 soit un milieu m, l'Équation 1 donne
DρηdD=⋅ηρd (3)
() ()
m m m m,t t m,t m m
Considérons une autre profondeur, d′ dans un mili eu m, on obtient une équation similaire
m
′′
DρηdD=⋅ηρd (4)
() ()
m m m m,t t m,t m m
Le rapport de la dose absorbée à une profondeur arbitraire ce celle de la surface d′ = 0 est défini comme le
m
facteur de transmission. En réalisant cette substitution et en divisant l'Équation 3 par l'Équation 4, on obtient:
Ddηρ
Ddρ ()
()
mmm tm,t mm
Tdρ== (5)
()
mmm
DD(0) (0)
mt
ou
Tdρη=T ρd (6)
()()
mm m t m,t mm
La transmission à travers une couche de tissu d'épaisseur, η ρ d dans le tissu est égale à la transmission
m,t m m,
à travers une couche d'un milieu m d'épaisseur ρ d . Ainsi, l'épaisseur ρ d est dite équivalente au tissu
m m m m
d'une épaisseur de η ρ d puisque les transmissions sont égales. Il est possible de définir l'épaisseur
m,t m m
m
équivalente de tissu d comme
t
−1
m
dd=ηρ ρ (7)
tm,tmmt
En général la dose et les facteurs de transmission sont fonctions des deux la profondeur et l'angle d'incidence
dans un milieu. Quand ils sont exprimés comme ci dessus avec aucun angle donné, l'angle sera pris
comme 0°.
5.3 Caractérisation du champ de rayonnement en termes de pénétrabilité
La fonction de transmission, T(ρ d; α), est un paramètre important du champ de rayonnement de référence
t
des particules bêta. En raison de l'épaisseur finie de tous les détecteurs utilisés pour mesurer le débit de dose
absorbée, il est nécessaire de caractériser le champ de rayonnement en termes de pénétrabilité avant de
pouvoir l'étalonner correctement. Dans la mesure où la fluence énergétique des particules bêta dans un
champ varie au fur et à mesure qu'elles pénètrent dans le milieu, la dose relative en fonction de la profondeur
(ou fonction profondeur dose) dans un milieu doit être déterminée avec un détecteur insensible aux variations
de fluence énergétique. Pour cette raison, la fonction relative profondeur-dose doit être déterminée avec une
chambre fine d'ionisation d'air (2 mm ou moins). Une méthode recommandée pour cette détermination avec la
chambre à extrapolation est donnée en référence [24]. Les fonctions profondeur-dose sont ensuite utilisées
pour construire les fonctions de transmission, dont des exemples sont illustrés à la Figure 1. Les fonctions de
transmission mesurées, associées aux épaisseurs équivalentes aux tissus calculées, décrites ci-dessus,
peuvent être utilisées pour déterminer les corrections à apporter au débit de dose absorbée mesuré pour tenir
compte de la taille finie du détecteur et de l'équivalence hors milieu du matériau du détecteur. Elles peuvent
également servir à tenir compte des variations du débit de dose absorbée au point de référence résultant des
variations dans la densité de l'air entre la source et le point de référence, et de l'atténuation dans un matériau
autre que des tissus devant le détecteur (voir Annexe C).
Pour les détecteurs épais, il faut tenir compte du fait que le débit de dose absorbée est moyenné sur le
volume d'un détecteur. Le débit de dose absorbée moyenné d'un détecteur d'une épaisseur v et d'une
densité ρ, dont la surface avant est à une profondeur d′ dans un fantôme de densité unitaire, est donné par
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dv++ρρdv
DDδδd0 Tδδd
() () ( )
mm
∫∫
dd
D dv,,ρρ== = D 0 T dv, , (8)
() ()()
m m
ρρvv
Pour effectuer les mesures de champs de particules bêta, cet effet peut être compensé en déplaçant le point
de référence vers la source depuis le centre d'un détecteur épais (épaisseur supérieure à environ 0,1 mm).
6 Procédures d'étalonnage avec la chambre à extrapolation
6.1 Généralités
La chambre à extrapolation est l'appareil de mesure primaire permettant de déterminer le débit de dose dans
des champs de particules bêta. Il s'agit d'une chambre à plaques parallèles qui comprend des éléments
permettant d'obtenir un volume variable d'ionisation, par le mouvement de l'une des plaques vers l'autre. La
conception type [3] illustrée à la Figure 2 utilise une fenêtre d'entrée fixe et une électrode de collection mobile.
La fenêtre d'entrée sert également d'électrode haute tension constituée d'une feuille très mince de plastique
conducteur. La fenêtre doit être suffisamment mince pour ne pas atténuer exagérément le rayonnement des
particules bêta, mais suffisamment solide pour ne pas être déformée lors de l'attraction vers l'électrode de
−2
collection reliée à la terre. Des feuilles en PET carbonisé d'environ 0,7 mg ⋅ cm sont maintenant courantes
dans les appareils disponibles dans le commerce. L'électrode de collection est maintenue au potentiel de la
terre et définit la section droite du volume d'ionisation. Elle doit être constituée de matériau conducteur ou
avoir un revêtement conducteur et doit être entourée et électriquement isolée de l'électrode de garde. Cette
isolation doit être suffisamment mince pour ne pas perturber les lignes du champ électrique dans le volume de
la chambre, qui sont idéalement uniformes et partout perpendiculaires aux deux électrodes. Dans la
conception illustrée à la Figure 2, l'électrode de collection est en méthacrylate de polyméthyle (PMMA)
revêtue d'une mince couche de matériau conducteur qui comporte une étroite rainure qui délimite la zone de
collection. L'appareil doit être équipé d'un dispositif précis permettant de déterminer les modifications
incrémentales de la distance entre les deux électrodes, désignée ci-après comme la profondeur de la
chambre; on emploie généralement un micromètre fixé au piston qui entraîne l'électrode de collection. Une
source d'alimentation CC bipolaire à tension variable est utilisée pour fournir la haute tension à l'électrode de
collection, et un électromètre à bas bruit sert à mesurer le courant collecté par l'électrode de collection.
L'Annexe B donne des détails sur la mesure du courant d'ionisation.
6.2 Détermination du débit de dose absorbée de référence de particules bêta
La détermination du débit de dose absorbée dans les tissus dû à des particules bêta mesuré avec une
chambre à extrapolation est dérivée de la relation générale suivante:

W ∆Ι

Ds= (9)
t t,a
em∆
a
BG
où ∆I est l'incrément du courant d'ionisation et ∆m est l'incrément de la masse d'air dans le volume de
a
collection dans les conditions de Bragg-Gray (BG). Malheureusement, les conditions de Bragg-Gray (BG) ne
sont généralement pas réalisées dans les mesures des champs de rayonnement de référence de particules
bêta, et pour surmonter cette difficulté, diverses corrections sont appliquées. Le débit de dose absorbée de
référence de particules bêta est évalué comme suit:
We/ s
()
0 t,a d


Dk= {(k'Ι A)} (10)
Rβ

ρ a dA

a0
A=0
où
We est le quotient de l'énergie moyenne requise pour produire une paire d'ions dans l'air
()
dans des conditions de référence et la charge élémentaire e, avec une valeur
−1
recommandée de (33,83 ± 0,06) J C [4,5], (cette valeur peut être utilisée dans des
conditions normales d'essai sans correction);
ρ est la densité de l'air dans les conditions de référence de température, de pression et
a0
d'humidité relative;
a est la surface effective de l'électrode de collection;
d

{'kk Ι(A)} est la valeur limite de la pente du courant corrigé par rapport à la fonction A de

dA

A=0 profondeur de la chambre;
s est le rapport entre les pouvoirs d'arrêt massiques électroniques moyens dans le tissu
t,a
et l'air;
k′ est le produit des facteurs de correction qui sont indépendants de la profondeur de la
chambre;
k est le produit des facteurs de correction qui varient selon la profondeur de la chambre.
Les divers facteurs de correction sont décrits dans les Tableaux 2 et 3, et les méthodes permettant de les
déterminer sont données à l'Annexe C. Les méthodes permettant de déterminer la pente de limitation sont
indiquées à l'Annexe B.10. La grandeur s est donnée par
t,a
E
max
()Φρ(SE/d)
E
∫ tel,t
s = (11)
t,a
E
max
ΦρSE/d
()( )
E
∫
tel,a
où (Φ ) est le spectre d'électrons au point de référence de la chambre à extrapolation, (S/ρ) est le pouvoir
E t el,t
d'arrêt massique électronique pour un électron ayant une énergie cinétique E dans un matériau équivalant
aux tissus et (S/ρ) est la grandeur correspondante pour l'air. Il est supposé que des électrons secondaires
el,a
(rayons delta) déposent leur énergie là où ils sont générés pour ne pas contribuer à la fluence des électrons.
La limite supérieure des intégrales est donnée par l'énergie maximale, E , des particules bêta dans le
max
spectre de fluence et la limite inférieure correspond à la plus faible énergie dans le spectre, indiquée ici par un
zéro. En principe, ce spectre inclut également des électrons mis en mouvement par des photons du
rayonnement de freinage mais leur importance est généralement négligeable.
Les valeurs pour s ont été calculées [3] au moyen de l'Équation 11 pour plusieurs radio-isotopes de
t,a
particules bêta, en s'appuyant sur l'hypothèse idéale selon laquelle les particules bêta dissipent
continuellement leur énergie. Les mesures de (Φ ) ont été réalisées [2,5] au moyen de spectromètres
E t
électroniques [6]. Ces données n'ont pas été corrigées pour la perte de rétrodiffusion (moins de 10 % des
particules bêta incidentes ne sont pas détectées en raison de la rétrodiffusion depuis la surface du détecteur)
ou pour la résolution du détecteur. Toutefois, elles peuvent être utilisées pour calculer s avec une approche
t,a
suffisamment bonne puisque (S/ρ) ne dépend que très légèrement de l'énergie des particules bêta. Pour le
el,m
moyennage, les valeurs de (S/ρ) de Seltzer [2] ont été utilisées; les résultats sont présentés au Tableau 4.
el,m
Pour la détermination du débit de dose absorbée de référence, il convient d'ajouter une épaisseur de PET à la
−2
surface avant de la chambre à extrapolation pour que l'épaisseur totale incluant la fenêtre soit de 7,6 mg⋅cm .
−2
Cette épaisseur de PET équivaut à une épaisseur de 7 mg⋅cm selon la relation d'échelle traitée en 5.2.
7 Étalonnages avec d'autres appareils de mesure
7.1 Étalonnages avec des dosimètres thermoluminescents
−2
Des dosimètres thermoluminescents minces (TLD) (moins de 25 mg·cm ) de matériaux à faible numéro
atomique comme LiF, Li B O , Mg B O ou Al O peuvent être utilisés de manière satisfaisante sans
2 4 3 2 4 7 2 3
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nécessiter de correction pour l'épaisseur du détecteur, pour l'étalonnage de champs de rayonnement de
particules bêta, pour toutes les énergies sauf les plus faibles (E < 200 keV). Pour obtenir de meilleurs
max
résultats, il convient d'étalonner ces systèmes dans des champs de rayonnement de particules bêta de
référence. Toutefois, des résultats adéquats peuvent être obtenus avec des étalonnages de dose absorbée
dans des faisceaux de photons de haute énergie dans des conditions d'équilibre électronique. Il est possible
d'utiliser des dosimètres plus épais sans correction pour l'épaisseur s'ils sont chargés d'un matériau opaque
permettant de limiter efficacement la lumière émise uniquement à la surface du dosimètre. Si des dosimètres
plus épais sont utilisés, un moyen indépendant doit être utilisé pour déterminer la fonction de transmission
dans le milieu concerné afin de corriger la lecture du dosimètre des effets moyens de volume (voir 5.3). Il
convient de réaliser les mesures du débit de dose absorbée de référence en plaçant le centre du dosimètre à
−2
une profondeur de 7 mg·cm dans un fantôme équivalent aux tissus.
7.2 Étalonnages avec des dosimètres à émission d'exoélectrons par stimulation thermique
L'émission d'exoélectrons par stimulation thermique ou optique à partir de BeO peut servir de dosimètre pour
le rayonnement de particules bêta à toutes les énergies de rayonnement de référence concernées dans la
mesure où la faible énergie des exoélectrons émis limite leur émission à la seule surface extérieure (100 nm
ou moins) du détecteur, ce qui les rend effectivement très minces. À l'instar des dosimètres
thermoluminescents, ils sont mieux étalonnés dans des champs de rayonnement de particules bêta de
référence.
7.3 Étalonnages avec des chambres d'ionisation
Des chambres d'ionisation à plaques minces (quelques mm ou moins) et parallèles de volume fixe peuvent
servir à étalonner des champs de rayonnement de particules bêta pour toutes les énergies sauf les plus
faibles (E < 200 keV). Des détecteurs plus épais sont appropriés seulement pour les énergies les plus
max
élevées (E > 1 MeV). Si elles sont étalonnées dans des champs de rayonnement de particules bêta de
max
référence, les chambres d'ionisation à volume fixe peuvent être utilisées comme instruments de transfert pour
établir la traçabilité par rapport à des étalons nationaux (voir Article 4). Il convient de réaliser les mesures sur
un fantôme lorsque la paroi arrière de la chambre n'est pas suffisamment épaisse (moins de 1 cm) pour
fournir une rétrodiffusion complète.
7.4 Étalonnages avec des détecteurs à scintillations
De nombreux systèmes de détection ont été élaborés pour la dosimétrie des particules bêta et utilisent des
scintillateurs comme éléments sensibles de détection. En mode de comptage par impulsions, ces systèmes
sont très sensibles et peuvent être utilisés de manière satisfaisante pour des champs de particules bêta
d'énergie élevée. Toutefois, les dimensions du scintillateur représentent un facteur déterminant en termes de
dépendance énergétique de la réponse en raison des effets de volume décrits en 5.3. Ainsi, les systèmes à
scintillations utilisés pour étalonner des champs de rayonnement à particules bêta doivent être étalonnés
dans des champs de rayonnement à particules bêta de référence du même type que ceux pour lesquels ils
seront utilisés. En mode de comptage par impulsions, il convient de veiller particulièrement aux débits de
dose absorbée élevés pour tenir compte d'éventuelles pertes de comptage dues au temps mort dans le
traitement des impulsions.
8 Mesures à une incidence non perpendiculaire
Les mesures effectuées à une incidence non perpendiculaire pour déterminer le débit de dose absorbée en
fonction de l'angle d'incidence peuvent être réalisées avec la chambre à extrapolation et avec des dosimètres
thermoluminescents minces ou à exoélectrons. Lorsque l'on utilise la chambre à extrapolation pour ces
mesures, il convient de tenir compte de la dépendance angulaire de certains des facteurs de correction
appliqués aux courants mesurés. La correction la plus sensible est la correction de perturbation, qu'il convient
de déterminer pour chaque angle concerné à l'aide de la méthode de Böhm [7]. Lorsque des TLD minces sont
utilisés, seuls les détecteurs les plus minces sont appropriés (épaisseurs effectives inférieures à 25 µm) en
raison des effets compliqués du volume dépendant de l'angle dans le cas des dosimètres plus épais [8].
9 Incertitudes
L'étalonnage d'un champ de rayonnement obtenu avec un instrument doit être accompagné d'une expression
de l'incertitude de la valeur citée. Pour déterminer cette valeur, toutes les incertitudes de toutes les mesures
et facteurs qui contribuent à la valeur citée doivent être évaluées. L'attribution de valeurs à ces incertitudes
[9, 10] peut reposer sur des méthodes statistiques (Type A) ou sur d'autres moyens (Type B). Pour les deux
types d'évaluation, les incertitudes sont désignées comme des incertitudes types. Les incertitudes types de
Type A sont estimées à partir de l'écart-type (σ) de la moyenne qui résulte d'une procédure de calcul de
moyenne ou d'une analyse de régression appropriée.
En général, les mesures peuvent comporter deux types d'erreurs: il peut exister une différence constante
entre la grandeur mesurée et la grandeur vraie (écart) et/ou il peut exister une différence entre la grandeur
mesurée et la grandeur vraie qui n'est pas constante mais qui dépend de la valeur de la grandeur mesurée
et/ou d'autres grandeurs d'influence comme la durée ou la température (gain). Pour les mesures avec la
chambre à extrapolation qui sont réalisées sur une étendue de profondeurs de chambre permettant de
déterminer une pente de limitation, les effets des erreurs de gain sont particulièrement importants. Les
mesures nécessaires à la détermination du débit de dose absorbée avec la chambre à extrapolation sont
celles qui sont associées au réglage de l'instrument et celles qui sont associées à la collection de courant aux
différentes profondeurs de la chambre. Les mesures de réglage comprennent les éléments suivants:
y la distance entre la surface de la source et le point de référence de la chambre à extrapolation;
z la distance perpendiculaire à l'axe du faisceau entre le centre de la chambre à extrapolation et
l'axe du faisceau, l'idéal étant 0;
α l'angle entre l'axe du faisceau et l'axe de la chambre à extrapolation, l'idéal étant 0;
d l'épaisseur de la fenêtre d'entrée plus le matériau ajouté pour obtenir une épaisseur équivalente
PET
−2
à 7 mg·cm ;
C la capacité du condensateur de réaction de l'électromètre;
a la surface effective de l'électrode de collection.
Les mesures associées à la collection de courant sont les suivantes:
A les profondeurs de la chambre;
U , U les tensions induites sur le condensateur de réaction par le courant collecté;
1 2
t la durée d'intégration entre la mesure de U et U ;
1 2
T la température ambiante;
p la pression atmosphérique ambiante;
r l'humidité relative ambiante;
t − t la durée entre la mesure et la durée de référence;
m 0
U la tension de polarisation.
Chacune de ces mesures peut en principe être soumise à des incertitudes dues à l'écart et au gain, et la
connaissance de ces derniers doit être incluse dans l'analyse complète de l'incertitude (voir l'Annexe D).
En outre, les incertitudes dues à l'application des divers facteurs de correction évoqués à l'Annexe C doivent
être prises en considération, notamment l'effet des incertitudes sur la pente de limitation. Les méthodes
permettant d'effectuer cette évaluation sont abordées à l'Annexe D. Les incertitudes associées aux divers
composants de l'Équation 10 (voir 6.2) sont illustrées dans le Tableau 6, avec des références sur l'obtention
des incertitudes pour les diverses grandeurs considérées.
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Légende
−2
X Profondeur de tissus, mg·m
Y Facteur de transmission
Partie supérieure: Courbes complètes dose-profondeur avec échelle logarithmique pour les profondeurs des tissus.
−2
Partie centrale: Fonctions mesurées pour des profondeurs de tissus allant jusqu'à 18 mg·cm .
Partie inférieure: Fonctions mesurées représentées sur une échelle logarithmique pour des profondeurs de tissus allant
−2
jusqu'à 18 mg·cm .
204 85
NOTE La courbe dose profondeur pour Tl est très similaire à celle montrée pour Kr.
Figure 1 — Courbes dose-profondeur mesurées aux distances d'étalonnage y
pour plusieurs sources de particules bêta.
...