Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides — Reference measurement standard specifications for the calibration of gamma-ray spectrometers

This document specifies the characteristics of solid, liquid or gas sources of gamma emitting radionuclides used as reference measurement standards for the calibration of gamma-ray spectrometers. These reference measurement standards are traceable to national measurement standards. This document does not describe the procedures involved in the use of these reference measurement standards for the calibration of gamma-ray spectrometers. Such procedures are specified in ISO 20042 and other documents. This document specifies recommended reference radiations for the calibration of gamma-ray spectrometers. This document covers, but is not restricted to, gamma emitters which emit photons in the energy range of 60 keV to 1 836 keV. These reference radiations are realized in the form of point sources or adequately extended sources specified in terms of activity which are traceable to national standards. Liquid standards that are intended to be used for preparing extended standards by the laboratories are also within the scope of this document. Reference materials (RMs) produced in accordance with ISO 17034 are out of scope of this document.

Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs gamma — Caractéristiques des étalons de mesure pour l’étalonnage de spectromètres gamma

Le présent document spécifie les caractéristiques des sources solides, liquides ou gazeuses, de radionucléides émetteurs gamma utilisés comme étalons de référence pour l’étalonnage des spectromètres gamma. Ces étalons de référence sont traçables par rapport à des étalons nationaux. Le présent document ne décrit pas les modes opératoires liés à l’utilisation de ces étalons de référence pour l’étalonnage des spectromètres gamma. De tels modes opératoires sont définis dans l’ISO 20042 et dans d’autres documents. Le présent document spécifie les rayonnements de référence recommandés pour l’étalonnage de spectromètres gamma. Le présent document concerne, sans toutefois s’y limiter, les émetteurs gamma qui émettent des photons dans la gamme d’énergie comprise entre 60 keV et 1 836 keV. Ces rayonnements de référence proviennent de sources ponctuelles ou de sources suffisamment étendues, dont l’activité est spécifiée et qui sont traçables par rapport à des étalons nationaux. Les étalons liquides qui sont destinés à être utilisés dans la préparation d’étalons étendus par les laboratoires relèvent également du domaine d’application du présent document. Les matériaux de référence (MR) fabriqués conformément à l’ISO 17034 ne relèvent pas du domaine d’application du présent document.

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24-May-2022
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ISO 23547:2022 - Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides — Reference measurement standard specifications for the calibration of gamma-ray spectrometers Released:5/25/2022
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ISO 23547:2022 - Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides — Reference measurement standard specifications for the calibration of gamma-ray spectrometers Released:5/25/2022
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23547
First edition
2022-05
Measurement of radioactivity —
Gamma emitting radionuclides —
Reference measurement standard
specifications for the calibration of
gamma-ray spectrometers
Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs gamma —
Caractéristiques des étalons de mesure de référence pour l’étalonnage
de spectromètres gamma
Reference number
ISO 23547:2022(E)
© ISO 2022
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ISO 23547:2022(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on

the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below

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Published in Switzerland
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ISO 23547:2022(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction .................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ..................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions .................................................................................................................................................................................... 1

4 Metrological traceability of reference measurement standards (RMSs) ................................................3

5 Specification of measurement standards ................................................................................................................................. 4

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 4

5.2 Reference measurement standard ........................................................................................................................................ 5

5.2.1 General requirements .................................................................................................................................................... 5

5.2.2 Container and matrix of the solid reference standards ................................... ................................ 6

5.2.3 Activity ........................................................................................................................................................................................ 6

5.2.4 Homogeneity of radioactivity in the solid reference measurement standard ............ 7

5.2.5 Radionuclides ........................................................................................................................................................................ 7

5.3 Working measurement standards (WMSs) .................................................................................................................. 8

5.3.1 General requirements .................................................................................................................................................... 8

5.3.2 Activity ........................................................................................................................................................................................ 9

5.3.3 Homogeneity .......................................................................................................................................................................... 9

5.3.4 Radionuclides ........................................................................................................................................................................ 9

6 Transfer devices ................................................................................................................................................................................................... 9

6.1 Transfer measurement device .................................................................................................................................................. 9

6.2 Calibration .................................................................................................................................................................................................. 9

Annex A (informative) Procedures for preparation of working measurement standards

from liquid source reference measurement standard .............................................................................................10

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................12

iii
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ISO 23547:2022(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the 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 the following

URL: 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.

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.
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ISO 23547:2022(E)
Introduction

Everyone is exposed to natural radiation. The natural sources of radiation are cosmic rays and

naturally occurring radioactive substances existing in the Earth itself and inside the human body.

Human activities involving the use of radiation and radioactive substances cause radiation exposure in

addition to the natural exposure. Some individual activities, such as the mining, use of ores containing

naturally radioactive substances and the production of energy by burning coal that contains such

substances, can simply enhance the exposure from natural radiation sources. Nuclear installations

use radioactive materials and produce radioactive effluent and waste during operations. The use of

radioactive materials in industry, medicine, agriculture and research is expanding around the globe.

All these human activities generally also give rise to radiation exposures that are only a small fraction

of the global average level of natural exposure. The medical use of radiation is the largest and a growing

man-made source of radiation exposure in developed countries. It includes diagnostic radiology,

radiotherapy, nuclear medicine and interventional radiology.

Radiation exposure also occurs as a result of occupational activities. It is incurred by workers in

industry, medicine and research using radiation or radioactive substances, as well as by passengers and

crew during air travel and space travel. The average level of occupational exposures is generally similar

[10]
to the global average level of natural radiation exposure .

As the uses of radiation increase, the potential health risk and the public’s concerns may increase. Thus,

ionizing radiation exposures are regularly assessed in order to improve the understanding of regional

levels and temporal trends of public and worker exposure, to evaluate the components of exposure to

provide a measure of their relative importance, and to identify emerging issues that may warrant more

attention and scrutiny. While doses to workers are usually directly measured, doses to the public are

usually assessed by indirect methods using radioactivity measurements results performed on various

sources, including waste, liquid or air effluent, and environmental samples. Environmental samples

may include ambient air, soil, surface water, ground water, treated water, vegetation, livestock and

game or other biota.

Surveillance programs require financial and technical resources. The program should be designed to

acquire data to adequately monitor potential risks. To ensure that the data obtained from radioactivity

monitoring programs support their intended use, it is essential in the dose assessment process that

stakeholders (the operators, the regulatory bodies, the local information committee and associations,

etc.) agree on appropriate data quality objectives, methods and procedures for
— the acquisition, handling, transport, storage and preparation of test samples;
— the test analytical method, and
— for calculating measurement uncertainty.

As reliable, comparable and ‘fit for purpose’ data are an essential requirement for any public health

decision based on radioactivity measurements, international standards of tested and validated

radionuclide test methods are an important tool for the production of such measurement results.

The application of standards serves also to guarantee comparability over time of the test results

and between different testing laboratories. Laboratories apply them to demonstrate their technical

qualifications with successful completion of proficiency tests during laboratory intercomparison,

two prerequisites to obtain national accreditation. Today, over a hundred international standards,

prepared by Technical Committees of the International Organization for Standardization, including

those produced by ISO/TC 85, and the International Electrotechnical Commission, are available for

application by testing laboratories to measure the main radionuclides.

A reliable determination of the activity concentration of gamma-emitting radionuclides in various

matrices is necessary for the assessment of any potential human exposure (public and workers) to the

radioactivity of these sources.

Gamma-ray spectrometry is commonly used to determine the activity of gamma-emitting

radionuclides. ISO 20042 describes the generic requirements and instrumentation to quantify the

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ISO 23547:2022(E)

activity concentration of gamma-emitting radionuclides in samples after proper sampling, sample

handling and test sample preparation in a testing laboratory or directly on site. ISO 20042 also helps

testing laboratories to manage the measurement process by setting out the general requirements and

methods to calibrate and validate techniques. It forms the basis for measurement tasks using gamma-

ray spectrometry, such as those set out in ISO 18589-3, ISO 18589-7, ISO 10703, ISO 13164-2 and

ISO 13165-3.

According to ISO 20042 and the above-mentioned ISO standards, reference measurement standards

that are traceable to International Standards or national standards are required to calibrate gamma-

ray spectrometry systems. The necessity for developing this document originated from the need

for standardized specifications for radioactive reference measurement standards used to calibrate

gamma-ray spectrometers, as mentioned in those International Standards. Accordingly, traceability

of measurement standards to International Standards or national standards is established by use of

sources of reference measurement standards that comply with this document.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 23547:2022(E)
Measurement of radioactivity — Gamma emitting
radionuclides — Reference measurement standard
specifications for the calibration of gamma-ray
spectrometers
1 Scope

This document specifies the characteristics of solid, liquid or gas sources of gamma emitting

radionuclides used as reference measurement standards for the calibration of gamma-ray spectrometers.

These reference measurement standards are traceable to national measurement standards.

This document does not describe the procedures involved in the use of these reference measurement

standards for the calibration of gamma-ray spectrometers. Such procedures are specified in ISO 20042

and other documents.

This document specifies recommended reference radiations for the calibration of gamma-ray

spectrometers. This document covers, but is not restricted to, gamma emitters which emit photons in

the energy range of 60 keV to 1 836 keV. These reference radiations are realized in the form of point

sources or adequately extended sources specified in terms of activity which are traceable to national

standards.

Liquid standards that are intended to be used for preparing extended standards by the laboratories

are also within the scope of this document. Reference materials (RMs) produced in accordance with

ISO 17034 are out of scope of this document.
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 2919, Radiological protection — Sealed radioactive sources — General requirements and classification

ISO 9978, Radiation protection — Sealed sources — Leakage test methods

ISO 12749-2, Nuclear energy, nuclear technologies, and radiological protection — Vocabulary — Part 2:

Radiological protection

ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated

terms (VIM)

IEC 60050-395, International Electrotechnical Vocabulary — Part 395: Nuclear instrumentation: Physical

phenomena, basic concepts, instruments, systems, equipment and detectors
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12749-2, IEC 60050-395,

ISO/IEC Guide 99 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
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ISO 23547:2022(E)
3.1
activity

quantitative indication of the radioactivity of an amount of each radionuclide in a source

of reference measurement standard, at reference date

Note 1 to entry: It is expressed as A = −dN/dt where dN is the mean change in the number of nuclei in that energy

state due to spontaneous nuclear transformations in the time interval dt.

Note 2 to entry: The special name for the unit of activity is becquerel (Bq), where 1 Bq = 1 s and

1 Ci = 3,7 × 10 Bq.
3.2
reference measurement standard
RMS

measurement standard designated for the calibration of other measurement standards

for quantities of a given kind in a given organization or at a given location

Note 1 to entry: Reference measurement standard (RMS) for activity of a quantity of radionuclide(s) is provided

as radioactive material sealed in a container or associated with a material to which it is closely bonded, this

capsule or bonding material being strong enough to maintain leak-tightness of the sealed source under the

conditions of use and wear for which it was designed.
3.3
working measurement standard
WMS

measurement standard used routinely to calibrate or verify measuring instruments or

measuring systems

Note 1 to entry: A working measurement standard (WMS) is usually calibrated with respect to a reference

measurement standard.

Note 2 to entry: In relation to verification, the terms “check standard” or “control standard” are also sometimes

used.
3.4
transfer measurement device
device used as an intermediary to compare measurement standards
3.5
cascade summing

simultaneous detection of two or more photons originating from a single nuclear disintegration that

results in only one observed (summed) pulse
3.6
detection efficiency

ratio of the count rate of detected photons to the photon emission rate of the same energy E from a RMS

(3.2) at actual measurement geometry
3.7
self-absorption

absorption of radiation which occurs within the material of the source itself

3.8
uncertainty
standard uncertainty (k = 1) unless otherwise stated

Note 1 to entry: The treatment of uncertainties is in accordance with ISO/IEC Guide 98-3.

3.9
homogeneity

indication of the lack variation of that property over the

radioactive region in a volume standard
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ISO 23547:2022(E)
3.10
instrument check source

single or mixed radionuclide source which have been developed to check the correct functioning of

radiation measurement equipment involving gamma-ray spectrometers

Note 1 to entry: Instrument check sources are not used for the calibration of gamma-ray spectrometers.

3.11
metrological traceability

property of a measurement result whereby the result can be related to a reference through a

documented unbroken chain of calibrations, each contributing to the measurement uncertainty (3.8)

3.12
bulk density

value in g cm obtained by the mass of radioactive matrix material filling a container divided by the

volume of the container
4 Metrological traceability of reference measurement standards (RMSs)

National metrology institutes (NMIs) or calibration laboratories should, at their discretion, provide the

means whereby reference measurement standards of a specified range of radionuclides may be certified

by them. In other words, the NMIs or calibration laboratory should be able to provide traceability

documentation for RMSs that they create, use, or measure. NMIs and calibration laboratories that

provide measurement standards should be accredited in accordance with ISO/IEC 17025 requirements

for calibration of measurement standards.

For those countries signatory to the Mutual Recognition Arrangement (MRA), a certificate of calibration

from another participating institute in a second country is recognized as valid in the first country for

the quantities, ranges, and measurement uncertainties specified in Annex C of Reference [11].

The RMS provided as a solid sealed source should be fabricated using liquid standards of radionuclides.

The activity concentration of such a solution named “standardized solution” is determined by absolute

activity measurement (e.g. 4πβ − γ coincidence counting technique) by NMIs.

Pressurized ionization chambers or germanium semiconductor detectors, which were previously

calibrated by use of standardized solutions of several kinds of nuclides are also commonly used to

determine the activity concentration of the liquid standard by secondary calibration laboratories.

For a point source RMS [see 5.1 a)], the well-mixed liquid standard shall be gravimetrically deposited

onto an infinitesimal small substrate (e.g. ion-exchange resin) and the radioactive material is sealed in

the source capsule in accordance with ISO 2919.

The well-mixed liquid standard can also be gravimetrically deposited into the capsule and after the

drying process, it is covered to avoid leakage of radioactive material.

The activity of the point source can be determined from the activity concentration of the solution

source and deposited mass of the liquid standard expressed in grams. Such sources are also used as the

RMS to determine the activity of other point sources of the same nuclide by the comparative measure in

the secondary calibration laboratory.

In case of the RMS of wide area sources [see 5.1 b)], the well-mixed liquid standard shall be

gravimetrically deposited uniformly onto filter paper and after the drying process, sealed in the source

[12]

capsule . The activity of the wide area RMS can be determined from the activity concentration of the

liquid standard and the deposited mass of liquid standard in grams.

For solid source RMS [see 5.1 c)], the well-mixed liquid standard shall be gravimetrically added to a

sorbent (e.g. resin, agar, various adsorbents). After a homogenizing process, the radioactive matter shall

be gravimetrically deposited in a container and sealed to prevent leakage. The resulting activity can be

determined from the mass of radioactive matter in grams, dilution factor (mass of liquid standard per

total volume of liquid standard plus sorbent) and the activity concentration of the master solution.

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ISO 23547:2022(E)

The uncertainty of the calibrated activity should be estimated taking into consideration the uncertainty

caused by the loss of activity during the source fabrication process and the homogeneity of the activity

distribution across the radioactive matter.

Organizations that type test or require calibrated instruments to measure radioactivity (e.g. testing

laboratory of environmental radioactivity measurements) need to have access to suitable RMSs.

The purpose of a working measurement standard is for in-house routine calibration or confirmation of

the detection efficiencies of gamma-ray spectrometers. It shall not be confused with instrument check

sources which are only intended to verify that a monitor is operating.

Organizations with a requirement to provide WMSs for the routine calibration or confirmation of the

detection efficiencies of gamma-ray spectrometers require access to a transfer measurement device

with which to calibrate such sources in terms of activity against a RMS. Where only a few monitors

need calibration or a high degree of accuracy is required, RMSs may be used as WMSs.

5 Specification of measurement standards
5.1 General
RMSs are of the following kinds:

a) point source RMSs consisting of an infinitesimal substrate of a known small size (e.g. <1 mm in

diameter) comprising the radioactivity homogenously inside of it. The size of the radioactive part is

generally less than 10 mm in diameter,

b) wide area source RMSs consisting of a planar radioactive area source (e.g. a filter standard),

wherein the activity is uniformly distributed in the radioactive area,

c) solid source RMSs filled with a sealed solid substrate with a known density wherein the activity is

homogeneously distributed,

d) liquid source RMSs sealed in glass ampoules which contain a liquid, wherein the activity is

homogeneously distributed.

Point sources RMSs are used to infer efficiencies for a counting geometry different from measured

efficiency obtained by a point source geometry. When calculations are used to determine efficiencies

in the use of gamma-ray spectrometry systems based on numerical models, point sources might be also

used to characterize individual detectors of users.

Wide area source RMSs and volume sources RMSs are used to determine full-energy peak efficiency as a

function of energy, or detection efficiency of a specific gamma-ray or radionuclide at a certain detector-

sample geometry that are employed by the user.

Liquid source RMSs sealed in glass ampoules for calibration of instruments are commonly referred to

as reference solutions. The reference solutions are used to prepare reference material or measurement

standards by the users themselves after opening ampoules. Prepared reference materials or

measurement standards are used to determine full-energy peak efficiency as a function of energy, or

detection efficiency of a specific gamma-ray or radionuclide at a certain detector-sample geometry that

are employed by the user.

RMSs shall be fit for purpose and it shall be the responsibility of the manufacturer to determine and

report the radioactive impurities to the extent necessary to ensure that the use of the source is not

compromised by emissions from any impurity.

At a minimum, all radioactive impurities in a measurement standard with an activity of at least 1 %

of the total source activity, shall be determined and reported. For those sources which might contain

© ISO 2022 – All rights reserved
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ISO 23547:2022(E)

radioactive impurities, users should take due account that the relative level of the impurity changes

with time and could produce a significant effect on the efficiency calibration.
5.2 Reference measurement standard
5.2.1 General requirements

The general method used to calibrate a spectrometer is to establish the detection efficiency as a function

of energy for a defined geometry and energy range. One or more RMSs containing single or multiple

radionuclides are used for this purpose. The activity or the activity concentration of the radionuclide(s)

in the RMS(s) shall be traceable to national or international standards (see ISO 20042).

In order to comply with the requirements specified in this document, volume source RMSs should

match, as closely as possible, the geometry, density and matrix of the samples to be measured in testing

laboratories.

RMSs shall be accompanied by a calibration certificate involving a product specification giving the

following information:
a) unique RMS identification number;
b) manufacturer and year of manufacture;

c) mass or volume (in grams or litres respectively) of the radioactive solution or matrix in the

container or the ampoule (for liquid source RMS or solid source RMS);

d) nature of radioactive matrix (elemental composition) (for liquid source RMS or solid source RMS);

e) bulk density of radioactive matrix (for solid volume source RMS);
f) homogeneity (for solid volume source RMS);
g) Results of the leak test according to ISO 9978;
h) Then, radionuclide;

NOTE Half-life values and other current nuclear data values are provided by Reference [13].

1) activity or activity concentration and its expanded uncertainty (k = 2);
2) impurities of an activity of at least 1 % of the total radionuclide activity;
3) reference date [shall be identical for 1) and 2)];

Manufacturers may decide to give further useful information. Additionally, markings on the RMS itself

shall indicate the radionuclide and the RMS identification number.

In order to maintain history and owner inventory information, the following optional descriptive

information can be appended to the certificate by the owner, including:
— physical description of source;
— owner inventory identification number;
— date of purchase;
— purchased from.
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ISO 23547:2022(E)
5.2.2 Container and matrix of the solid reference standards

A solid source RMSs should match, as closely as possible, the nature, the volume and the shape of the

samples to be measured. The composition or the attenuation coefficient of radioactive matrix shall be

determined. Epoxy resin, adsorbent or agar are commonly used to simulate sample materials.

The container of the solid RMS and of the test samples shall be matched as similar as possible. Use of the

same container is strongly recommended. Containers made from Polymethyl methacrylate (PMMA),

Polyethylene (PE) or Polypropylene(PP) are commonly used to hold samples. The following

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 23547
Première édition
2022-05
Mesurage de la radioactivité —
Radionucléides émetteurs gamma
— Caractéristiques des étalons de
mesure de référence pour l’étalonnage
de spectromètres gamma
Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides —
Reference measurement standard specifications for the calibration of
gamma-ray spectrometers
Numéro de référence
ISO 23547:2022(F)
© ISO 2022
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ISO 23547:2022(F)
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ISO 23547:2022(F)
Sommaire Page

Avant-propos .............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction .................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ..................................................................................................................................................................................1

3 Termes et définitions ...................................................................................................................................................................................... 1

4 Traçabilité métrologique d’étalons de référence ............................................................................................................. 3

5 Caractéristique des étalons ..................................................................................................................................................................... 4

5.1 Généralités ................................................................................................................................................................................................. 4

5.2 Étalon de référence ............................................................................................................................................................................. 5

5.2.1 Exigences générales ......................................................................................................................................................... 5

5.2.2 Conteneur et matrice des étalons de référence solides ................................................................... 6

5.2.3 Activité ........................................................................................................................................................................................ 7

5.2.4 Homogénéité de la radioactivité dans l’étalon de référence solide ....................................... 7

5.2.5 Radionucléides ..................................................................................................................................................................... 7

5.3 Étalons de travail ................................................................................................................................................................................. 9

5.3.1 Exigences générales ......................................................................................................................................................... 9

5.3.2 Activité ........................................................................................................................................................................................ 9

5.3.3 Homogénéité ....................................................................................................................................................................... 10

5.3.4 Radionucléides .................................................................................................................................................................. 10

6 Dispositifs de transfert ..............................................................................................................................................................................10

6.1 Dispositif de transfert ................................................................................................................................................................... 10

6.2 Étalonnage ............................................................................................................................................................................................... 10

Annexe A (informative) Modes opératoires de préparation d’étalons de travail à partir

d’un étalon de référence sous forme de source liquide ...........................................................................................11

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................14

iii
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ISO 23547:2022(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document

a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2

(voir www.iso.org/directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la 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 le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.

Le présent document a été préparé par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies

nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.

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/members.html.
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ISO 23547:2022(F)
Introduction

Tout individu est exposé à des rayonnements naturels. Les sources naturelles de rayonnement sont les

rayons cosmiques et les substances radioactives naturelles présentes dans la terre et à l’intérieur du

corps humain. Les activités anthropiques qui impliquent l’utilisation de rayonnements et de substances

radioactives sont à l’origine d’une exposition aux rayonnements qui s’ajoute à cette exposition

naturelle. Certaines activités individuelles, dont l’exploitation minière, l’utilisation de minerais

contenant des substances radioactives naturelles ainsi que la production d’énergie par combustion de

charbon contenant ces substances, peuvent augmenter simplement l’exposition des sources naturelles

de rayonnement. Les installations nucléaires utilisent des matières radioactives et produisent des

effluents et des déchets radioactifs lors de leur fonctionnement. L’utilisation de matières radioactives

dans les domaines de l’industrie, de la médecine, de l’agriculture et de la recherche connaît un essor

mondial.

L’ensemble des activités anthropiques entraînent, en général, des expositions aux rayonnements qui ne

représentent qu’une petite fraction du niveau moyen d’exposition naturelle dans le monde. Dans les pays

développés, l’utilisation de rayonnements à des fins médicales représente la plus importante source

anthropique d’exposition aux rayonnements et qui, de plus, ne cesse d’augmenter. Ces applications

médicales englobent la radiologie diagnostique, la radiothérapie, la médecine nucléaire et la radiologie

interventionnelle.

L’exposition aux rayonnements découle également d’activités professionnelles. Elle est subie par les

employés des secteurs de l’industrie, de la médecine et de la recherche qui utilisent des rayonnements

ou des substances radioactives, ainsi que par les passagers et le personnel navigant pendant les voyages

aériens et les voyages spatiaux. Le niveau moyen des expositions professionnelles est généralement

[10]
identique au niveau moyen mondial des expositions naturelles aux rayonnements .

Du fait de l’utilisation croissante des rayonnements, le risque potentiel pour la santé et les préoccupations

du public peuvent s’accroître. Ainsi, les expositions aux rayonnements ionisants sont régulièrement

évaluées pour mieux connaître les niveaux régionaux et les tendances temporelles de l’exposition du

public et des travailleurs, évaluer les composantes de l’exposition afin de mesurer leur importance

relative, et identifier les nouveaux enjeux susceptibles de mériter plus d’attention et de vigilance. Alors

que les doses reçues par les travailleurs sont habituellement mesurées directement, celles reçues par le

public sont généralement évaluées par des méthodes indirectes utilisant des mesures de la radioactivité

obtenues sur différentes sources, notamment sur des déchets, des liquides, des effluents aériens et des

échantillons environnementaux. Les échantillons environnementaux peuvent être des échantillons

d’air ambiant, de sol, d’eaux de surface, d’eaux souterraines, d’eaux traitées, de végétation, de bétail, de

gibier ainsi que d’autre biote.

Les programmes de surveillance nécessitent des ressources financières et techniques. Il convient que de

tels programmes soient conçus dans le but d’acquérir les données utiles au contrôle adapté des risques

potentiels. Pour s’assurer que les données obtenues dans le cadre des programmes de contrôle de la

radioactivité permettent leur utilisation prévue, il est indispensable que, lors du processus d’évaluation

de dose, les parties prenantes (par exemple, les opérateurs, les organismes de réglementation, les

comités et associations locaux d’information) se mettent d’accord sur les objectifs de qualité des

données et sur les méthodes et les modes opératoires appropriés pour:

— l’achat, la manipulation, le transport, le stockage et la préparation des échantillons pour essai;

— la méthode d’analyse de l’essai;
— le calcul de l’incertitude de mesure.

Il est essentiel de disposer de données fiables, comparables et adaptées pour prendre une décision de

santé publique fondée sur des mesures de la radioactivité. Les Normes internationales relatives aux

méthodes d’essai des radionucléides soumises à essai et validées sont donc un outil important pour

produire de tels résultats de mesure. L’application de normes sert également à garantir la comparabilité

des résultats d’essai dans le temps et entre différents laboratoires d’essai, qui peuvent appliquer ces

normes pour démontrer leurs compétences techniques lors de la réalisation des essais d’aptitude dans

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ISO 23547:2022(F)

le cadre de comparaisons interlaboratoires, deux préalables à l’obtention de l’accréditation nationale.

Aujourd’hui, plus d’une centaine de Normes internationales, élaborées par les comités techniques de

l’Organisation internationale de normalisation, y compris celles préparées par l’ISO/TC 85, et par la

Commission électrotechnique internationale, sont disponibles afin d’être appliquées par les laboratoires

d’essai pour mesurer les principaux radionucléides.

Il est nécessaire de déterminer de façon fiable l’activité volumique des radionucléides émetteurs

gamma dans diverses matrices afin d’évaluer toute exposition humaine potentielle (du public et des

travailleurs) à la radioactivité émise par ces sources.

La spectrométrie gamma est généralement utilisée pour déterminer l’activité des radionucléides

émetteurs gamma. L’ISO 20042 décrit les exigences génériques applicables et l’instrumentation utilisée

pour quantifier l’activité volumique des radionucléides émetteurs gamma dans des échantillons pour

essai après un prélèvement, une manipulation et une préparation adaptés réalisés dans un laboratoire

d’essai ou directement sur site. L’ISO 20042 aide également les laboratoires d’essai à gérer le processus

de mesure en spécifiant les exigences générales et les méthodes permettant d’étalonner et de valider

les techniques. Elle constitue la base des tâches de mesure utilisant la spectrométrie gamma, telles que

celles décrites dans l’ISO 18589-3, l’ISO 18589-7, l’ISO 10703, l’ISO 13164-2 et l’ISO 13165-3.

Selon l’ISO 20042 et les Normes ISO susmentionnées, des étalons de référence traçables par rapport

à des étalons nationaux ou internationaux sont indispensables pour étalonner les systèmes de

spectrométrie gamma. L’élaboration du présent document s’est avérée nécessaire pour pallier les

besoins en caractéristiques normalisées pour les étalons de référence radioactifs utilisés pour étalonner

les spectromètres gamma, comme le mentionnent ces Normes internationales. En conséquence, la

traçabilité des étalons par rapport à des étalons nationaux ou internationaux est établie par l’utilisation

de sources d’étalons de référence conformes au présent document.
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NORME INTERNATIONALE ISO 23547:2022(F)
Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs
gamma — Caractéristiques des étalons de mesure de
référence pour l’étalonnage de spectromètres gamma
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie les caractéristiques des sources solides, liquides ou gazeuses, de

radionucléides émetteurs gamma utilisés comme étalons de référence pour l’étalonnage des

spectromètres gamma. Ces étalons de référence sont traçables par rapport à des étalons nationaux.

Le présent document ne décrit pas les modes opératoires liés à l’utilisation de ces étalons de référence

pour l’étalonnage des spectromètres gamma. De tels modes opératoires sont définis dans l’ISO 20042 et

dans d’autres documents.

Le présent document spécifie les rayonnements de référence recommandés pour l’étalonnage de

spectromètres gamma. Le présent document concerne, sans toutefois s’y limiter, les émetteurs

gamma qui émettent des photons dans la gamme d’énergie comprise entre 60 keV et 1 836 keV. Ces

rayonnements de référence proviennent de sources ponctuelles ou de sources suffisamment étendues,

dont l’activité est spécifiée et qui sont traçables par rapport à des étalons nationaux.

Les étalons liquides qui sont destinés à être utilisés dans la préparation d’étalons étendus par les

laboratoires relèvent également du domaine d’application du présent document. Les matériaux de

référence (MR) fabriqués conformément à l’ISO 17034 ne relèvent pas du domaine d’application du

présent document.
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 2919, Radioprotection — Sources radioactives scellées — Exigences générales et classification

ISO 9978, Radioprotection — Sources scellées — Méthodes d’essai d’étanchéité

ISO 12749-2, Énergie nucléaire, technologies nucléaires et protection radiologique — Vocabulaire —

Partie 2: Protection radiologique

ISO/IEC Guide 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et

termes associés (VIM)

IEC 60050-395, Vocabulaire Electrotechnique International — Partie 395: Instrumentation nucléaire:

Phénomènes physiques, notions fondamentales, instruments, systèmes, équipements et détecteurs

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 12749-2, l’IEC 60050-395, le

Guide 99 de l’ISO/IEC ainsi que les suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

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ISO 23547:2022(F)
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
activité

indication quantitative de la radioactivité de chaque radionucléide contenu dans une

source constituant l’étalon de référence, à une date de référence

Note 1 à l'article: Elle est déterminée par A = −dN/dt, où dN est la variation moyenne du nombre de noyaux à cet

état énergétique due à des transformations nucléaires spontanées intervenues dans l’intervalle de temps dt.

−1 10

Note 2 à l'article: Le nom spécifique de l’unité d’activité est le becquerel (Bq), où 1 Bq = 1 s et 1 Ci = 3,7 × 10 Bq.

3.2
étalon de référence

étalon conçu pour l’étalonnage d’autres étalons de grandeurs de même nature dans une

organisation donnée ou en un lieu donné

Note 1 à l'article: L’étalon de référence utilisé pour déterminer l’activité d’une quantité de radionucléides est

fourni sous forme de matière radioactive enfermée dans un conteneur ou associée à un matériau auquel elle

est intimement liée, cette capsule ou ce matériau étant suffisamment résistants pour assurer l’étanchéité de la

source scellée dans les conditions d’emploi et d’usure pour lesquelles elle a été conçue.

3.3
étalon de travail

étalon qui est utilisé couramment pour étalonner ou contrôler des instruments de

mesure ou des systèmes de mesure

Note 1 à l'article: Un étalon de travail est habituellement étalonné par rapport à un étalon de référence.

Note 2 à l'article: Un étalon de travail servant à la vérification est aussi désigné comme «étalon de vérification»

ou «étalon de contrôle».
3.4
dispositif de transfert
dispositif utilisé comme intermédiaire pour comparer entre eux des étalons
3.5
sommation en cascade

détection simultanée d’au moins deux photons provenant d’une unique désintégration nucléaire et

donnant lieu à l’observation d’une seule impulsion (sommée)
3.6
rendement de détection

rapport entre le taux de comptage de photons détectés et le débit d’émission de photons de même

énergie E, émis par un étalon de référence (3.2), pour une géométrie de mesure donnée

3.7
auto-absorption

absorption d’un rayonnement qui se produit dans la matière même de la source

3.8
incertitude
sauf indication contraire, incertitude-type (k = 1)

Note 1 à l'article: Les incertitudes sont traitées conformément au Guide 98-3 de l’ISO/IEC pour l’expression de

l’incertitude de mesure.
3.9
homogénéité

indication de l’absence de variation de cette

propriété sur la zone radioactive dans un étalon de volume
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ISO 23547:2022(F)
3.10
source de contrôle des instruments

source de radionucléides uniques ou mélangés, qui a été développée pour vérifier le bon fonctionnement

des équipements de mesure des rayonnements comprenant des spectromètres gamma

Note 1 à l'article: Les sources de contrôle des instruments ne sont pas utilisées pour l’étalonnage des

spectromètres gamma.
3.11
traçabilité métrologique

propriété d’un résultat de mesure selon laquelle ce résultat peut être relié à une référence par

l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue et documentée d’étalonnages dont chacun contribue à

l'incertitude (3.8) de mesure
3.12
masse volumique apparente

valeur, exprimée en g cm , obtenue par division de la masse de matrice de matière radioactive

remplissant un conteneur par le volume du conteneur
4 Traçabilité métrologique d’étalons de référence

Il convient que les instituts nationaux de métrologie (INM) ou les laboratoires d’étalonnage fournissent,

à leur discrétion, les moyens permettant de certifier les étalons de référence d’une gamme spécifique

de radionucléides. En d’autres termes, il convient que les INM ou les laboratoires d’étalonnage soient

à même de fournir la documentation nécessaire à la traçabilité des étalons de référence qu’ils créent,

utilisent ou mesurent. Il convient que les INM et les laboratoires d’étalonnage qui fournissent des étalons

de mesurage soient accrédités conformément aux exigences d’étalonnage des étalons de mesurage

énoncées dans l’ISO/IEC 17025.

Pour les pays signataires de l’Accord de reconnaissance mutuelle (ARM), un certificat d’étalonnage

émis par un institut y participant et situé dans un second pays est reconnu comme valide dans le

premier pays pour les grandeurs, gammes et incertitudes de mesure spécifiées dans l’Annexe C de la

Référence [11].

Il convient que les étalons de référence fournis sous forme d’une source scellée solide soient fabriqués

à l’aide d’étalons liquides de radionucléides. L’activité volumique d’une telle solution, appelée «solution

étalon», est déterminée par le mesurage de l’activité absolue (par exemple, au moyen de la technique de

comptage en coïncidence 4πβ − γ) par les INM.

Les chambres d’ionisation pressurisées ou les détecteurs à semi-conducteur au germanium, qui ont déjà

été étalonnés au moyen de solutions étalons contenant différents types de nucléides, sont également

fréquemment utilisés par les laboratoires d’étalonnage secondaire afin de déterminer l’activité

volumique de l’étalon liquide.

Pour un étalon de référence sous forme de source ponctuelle [voir 5.1 a)], l’étalon liquide bien mélangé

doit être déposé par gravimétrie sur un substrat infinitésimalement petit (par exemple, une résine

échangeuse d’ions) et la matière radioactive est scellée dans la capsule de la source, conformément

à l’ISO 2919.

L’étalon liquide bien mélangé peut également être déposé par gravimétrie dans la capsule et être

enveloppé, après dessiccation, pour éviter toute fuite de matière radioactive.

L’activité de la source ponctuelle peut être déterminée à partir de l’activité massique de la solution

source et de la masse d’étalon liquide déposée, exprimée en grammes. Ces sources ponctuelles sont

également utilisées comme étalons de référence afin de déterminer l’activité d’autres sources

ponctuelles du même nucléide par mesure comparative dans le laboratoire d’étalonnage secondaire.

Dans le cas des étalons de référence sous forme de source étalée [voir 5.1 b)], l’étalon liquide bien

mélangé doit être déposé uniformément par gravimétrie sur un papier filtre et être scellé dans la

[12]

capsule de la source après dessiccation . L’activité de l’étalon de référence sous forme de source

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étalée peut être déterminée à partir de l’activité massique de l’étalon liquide et de la masse d’étalon

liquide déposée, exprimée en grammes.

Pour les étalons de référence sous forme de source solide [voir 5.1 c)], l’étalon liquide bien mélangé

doit être ajouté par gravimétrie à un sorbant (par exemple, résine, agar, absorbants divers). Après

homogénéisation, la matière radioactive doit être déposée par gravimétrie dans un conteneur ou scellée

pour éviter toute fuite. L’activité ainsi obtenue peut être déterminée à partir de la masse de matière

radioactive, en grammes, du facteur de dilution (masse d’étalon liquide divisé par le volume total de

l’étalon liquide et du sorbant) et de l’activité volumique de la solution mère.

Il convient d’estimer l’incertitude de l’activité étalonnée en tenant compte de l’incertitude due à la perte

d’activité lors du processus de fabrication de la source et de l’homogénéité de la distribution de l’activité

dans l’ensemble de la matière radioactive.

Les organismes réalisant des essais de type ou ayant besoin d’instruments étalonnés pour mesurer

la radioactivité (par exemple, un laboratoire d’essai de mesure de la radioactivité environnementale)

doivent avoir accès à des étalons de référence adaptés.

Un étalon de mesurage de travail est destiné à l’étalonnage de routine, en interne, de spectromètres

gamma ou pour confirmer les rendements de détection des spectromètres gamma. Il ne doit pas être

confondu avec les sources de contrôle des instruments, qui ont pour seul objectif de vérifier le bon

fonctionnement des instruments de surveillance.

Les organismes sommés de fournir des étalons de travail pour l’étalonnage de routine de spectromètres

gamma ou pour confirmer les rendements de détection des spectromètres gamma ont besoin d’avoir

accès à un dispositif de transfert permettant d’étalonner l’activité de telles sources par rapport à celle

d’un étalon de référence. Si seuls quelques instruments de surveillance nécessitent un étalonnage ou si

un haut niveau d’exactitude est requis, les étalons de référence peuvent servir d’étalons de travail.

5 Caractéristique des étalons
5.1 Généralités
Il existe différents types d’étalons de référence:

a) les étalons de référence sous forme de source ponctuelle, composés d’un substrat infinitésimal, de

dimension très réduite connue (par exemple, < 1 mm de diamètre), qui renferme une radioactivité

répartie de manière homogène. La taille de la portion radioactive est généralement inférieure

à 10 mm de diamètre;

b) les étalons de référence sous forme de source étalée, composés d’une source à zone radioactive

plane (par exemple, un étalon en filtre), dans laquelle l’activité est répartie uniformément dans la

zone radioactive;

c) les étalons de référence sous forme de source solide, remplis d’un substrat solide scellé, de masse

volumique connue, dans lequel l’activité est répartie de manière homogène;

d) les étalons de référence sous forme de source liquide, scellés dans des ampoules de verre qui

contiennent un liquide dans lequel l’activité est répartie de manière homogène.

Les étalons de référence sous forme de source ponctuelle sont utilisés pour déduire les rendements

associés à une géométrie de comptage différente à partir de la mesure du rendement obtenue avec

une géométrie de source ponctuelle. Si des calculs sont employés pour déterminer les rendements lors

de l’utilisation de systèmes de spectrométrie gamma basés sur des modèles numériques, les sources

ponctuelles peuvent être également utilisées pour caractériser chacun des détecteurs des utilisateurs.

Les étalons de référence sous forme de source étalée et les étalons de référence sous forme de source

volumique sont utilisés pour déterminer le rendement en énergie au pic d’énergie totale, ou le rendement

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de détection d’un radionucléide ou d’un rayon gamma spécifique, employé par l’utilisateur, pour une

géométrie détecteur-échantillon donnée.

Les étalons de référence sous forme de source liquide scellés dans des ampoules de verre, destinés à

l’étalonnage des instruments, sont généralement appelés «solutions de référence». Les solutions de

référence sont utilisées pour la préparation de matériaux de référence ou d’étalons par les utilisateurs

eux-mêmes, après ouverture des ampoules. Le
...

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