ISO/TR 22930-2:2020

Evaluating the performance of continuous air monitors — Part 2: Air monitors based on flow-through sampling techniques without accumulation

The use of a continuous air monitor (CAM) is mainly motivated by the need to be alerted quickly and in the most accurate way possible with an acceptable false alarm rate when significant activity concentration value is exceeded, in order to take appropriate measures to reduce exposure of those involved. The performance of this CAM does not only depend on the metrological aspect characterized by the decision threshold, the limit of detection and the measurement uncertainties but also on its dynamic capacity characterized by its response time as well as on the minimum detectable activity concentration corresponding to an acceptable false alarm rate. The ideal performance is to have a minimum detectable activity concentration as low as possible associated with a very short response time, but unfortunately these two criteria are in opposition. It is therefore important that the CAM and the choice of the adjustment parameters and the alarm levels be in line with the radiation protection objectives. This document describes — the dynamic behaviour and the determination of the response time, — the determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit, limits of the coverage interval), and — a possible way to determine the minimum detectable activity concentration and the alarms setup. Finally the annexes of this document show actual examples of CAM data which illustrate how to quantify the CAM performance by determining the response time, the characteristics limits, the minimum detectable activity concentration and the alarms setup.

Évaluation des performances des dispositifs de surveillance de l'air en continu — Partie 2: Dispositifs de surveillance de l’air basés sur des techniques d’échantillonnage par circulation sans accumulation

L'utilisation d'un dispositif de surveillance de l'air en continu (CAM) est principalement motivée par la nécessité d'être alerté rapidement et de la façon la plus précise possible avec un taux acceptable de fausses alarmes lorsqu'une valeur d'activité volumique significative est dépassée, afin de prendre des mesures appropriées pour réduire l'exposition des personnes concernées. Les performances de ce CAM dépendent non seulement de l'aspect métrologique caractérisé par le seuil de décision, la limite de détection et les incertitudes de mesure, mais aussi de sa capacité dynamique caractérisée par son temps de réponse ainsi que de l'activité volumique minimale détectable correspondant à un taux de fausses alarmes acceptable. La situation idéale serait d'avoir une activité volumique minimale détectable aussi faible que possible et un temps de réponse associé très court, mais ces deux critères sont malheureusement en opposition. Il est donc important que le CAM et le choix des paramètres de réglage et des niveaux d'alarme soient alignés sur les objectifs de la radioprotection. Le présent document décrit — le comportement dynamique et la détermination du temps de réponse, — la détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection, limites de l'intervalle élargi), et — une méthode possible pour déterminer l'activité volumique minimale détectable et le paramétrage des alarmes. Les annexes du présent document présentent ensuite des exemples actuels de données de CAM qui illustrent la quantification des performances d'un CAM en déterminant le temps de réponse, les limites caractéristiques, l'activité volumique minimale détectable et le paramétrage des alarmes.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 06-May-2020
• ICS: 13.280 - Radiation protection
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 2/WG 14 - Air control and monitoring
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 07-May-2020
• Completion Date: 04-May-2020

Standards Content (Sample)

TECHNICAL ISO/TR
REPORT 22930-2
First edition
2020-05
Evaluating the performance of
continuous air monitors —
Part 2:
Air monitors based on flow-through
sampling techniques without
accumulation
Évaluation de la performance des dispositifs de surveillance de l'air
en continu —
Partie 2: Moniteurs d'air basés sur des techniques d'échantillonnage
par circulation sans accumulation
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols . 4
5 Measuring principle . 6
6 Study of dynamic behaviour . 7
7 Evaluation of the characteristic limits .13
7.1 General .13
7.2 Single detector .13
7.2.1 General.13
7.2.2 Definition of the model .14
7.2.3 Standard uncertainty .14
7.2.4 Decision threshold.15
7.2.5 Detection limit .17
7.2.6 Limits of the coverage interval .17
7.3 Double detector .17
7.3.1 General.17
7.3.2 Definition of the model .18
7.3.3 Standard uncertainty .18
7.3.4 Decision threshold.19
7.3.5 Detection limit .20
7.3.6 Limits of the coverage interval .20
8 Alarms setup, minimum detectable concentration and potential missed exposure .20
Annex A (informative) Application example: Single detector with a proportional counter .23
Annex B (informative) Application example: Double detector in current mode .26
Bibliography .32
Foreword
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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
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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.
A list of all the parts in the ISO/TR 22930 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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Introduction
Sampling and monitoring of airborne activity concentration in workplaces are critically important for
maintaining worker safety at facilities where dispersible radioactive substances are used.
The first indication of a radioactive substance dispersion event comes, in general, from a continuous
air monitor (CAM) and its associated alarm levels. In general, the response of a CAM is delayed in time
compared to the actual situation of release.
The knowledge of a few factors is needed to interpret the response of a CAM and to select the appropriate
CAM type and its operating parameters.
The role of the radiation protection officer is to select the appropriate CAM, to determine when effective
release of radioactive substances occurs, to interpret measurement results and to take corrective
action appropriate to the severity of the release.
The objective of ISO/TR 22930 series is to assist radiation protection officer in evaluating the
performance of a CAM.
ISO/TR 22930 series describes the factors and operating parameters and how they influence the
response of a CAM.
This document deals with monitoring systems based on flow-through sampling techniques without
accumulation.
TECHNICAL REPORT ISO/TR 22930-2:2020(E)
Evaluating the performance of continuous air monitors —
Part 2:
Air monitors based on flow-through sampling techniques
without accumulation
1 Scope
The use of a continuous air monitor (CAM) is mainly motivated by the need to be alerted quickly
and in the most accurate way possible with an acceptable false alarm rate when significant activity
concentration value is exceeded, in order to take appropriate measures to reduce exposure of those
involved.
The performance of this CAM does not only depend on the metrological aspect characterized by the
decision threshold, the limit of detection and the measurement uncertainties but also on its dynamic
capacity characterized by its response time as well as on the minimum detectable activity concentration
corresponding to an acceptable false alarm rate.
The ideal performance is to have a minimum detectable activity concentration as low as possible
associated with a very short response time, but unfortunately these two criteria are in opposition. It is
therefore important that the CAM and the choice of the adjustment parameters and the alarm levels be
in line with the radiation protection objectives.
This document describes
— the dynamic behaviour and the determination of the response time,
— the determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit, limits of the
coverage interval), and
— a possible way to determine the minimum detectable activity concentration and the alarms setup.
Finally the annexes of this document show actual examples of CAM data which illustrate how to quantify
the CAM performance by determining the response time, the characteristics limits, the minimum
detectable activity concentration and the alarms setup.
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 11929-1, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of
the coverage interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application — Part 1:
Elementary applications
ISO 16639, Surveillance of the activity concentrations of airborne radioactive substances in the workplace
of nuclear facilities
IEC 60761-1, Equipment for continuous monitoring of radioactivity in gaseous effluents — Part 1: General
requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11929-1, ISO 16639,
IEC 60761-1 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www. iso. org/o bp
— IEC Electropedia: available at http:// www.e lectropedia. org/
3.1
annual limit on intake
ALI
derived limit for the amount of radioactive substance (in Bq) taken into the body of an adult worker by
inhalation or ingestion in a year
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.7]
3.2
continuous air monitor
CAM
instrument that continuously monitors the airborne activity concentration on a near real-time basis
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.10]
3.3
decision threshold
value of the estimator of the measurand, which when exceeded by the result of an actual measurement
using a given measurement procedure of a measurand quantifying a physical effect, it is decided that
the physical effect is present
Note 1 to entry: The decision threshold is defined such that in cases where the measurement result, y, exceeds
the decision threshold, y*, the probability of a wrong decision, namely that the true value of the measurand is not
zero if in fact it is zero, is less or equal to a chosen probability α.
Note 2 to entry: If the result, y, is below the decision threshold, y*, it is decided to conclude that the result cannot
be attributed to the physical effect; nevertheless, it cannot be concluded that it is absent.
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.12]
3.4
derived air concentration
DAC
concentration of a radionuclide in air that, if breathed over the period of a work year, would result in the
intake of one ALI for that radionuclide
Note 1 to entry: The DAC is calculated by dividing the ALI by the volume of air breathed by reference man under
−3
light-activity work during a working year (in Bq m ).
Note 2 to entry: The parameter values recommended by the International Commission on Radiological Protection
3 −1 3
for calculating the DAC are a breathing rate of 1,2 m ·h and a working year of 2 000 h (i.e. 2 400 m ).
Note 3 to entry: The air concentration can be expressed in terms of a number of DAC. For example, if the DAC for
−3 −3
a given radionuclide in a particular form is 0,2 Bq m and the observed concentration is 1,0 Bq m , then the
observed concentration can also be expressed as 5 DAC (i.e. 1,0 divided by 0,2).
Note 4 to entry: The derived air concentration-hour (DAC-hour) is an integrated exposure and is the product of the
concentration of a radioactive substance in air (expressed as a fraction or multiple of DAC for each radionuclide)
and the time of exposure to that radionuclide, in hours.
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.12]
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3.5
detection alarm level
S0
value of time-integrated activity concentration activity concentration corresponding to an acceptable
false alarm rate
Note 1 to entry: When S0 increases false alarm rate decreases.
Note 2 to entry: Others values of alarm level higher than S0 can also be set up for operational reasons.
3.6
detection limit
smallest true value of the measurand which ensures a specified probability of being detectable by the
measurement procedure
Note 1 to entry: With the decision threshold according to 3.3, the detection limit is the smallest true value of the
measurand for which the probability of wrongly deciding that the true value of the measurand is zero is equal to
a specified value, β, when, in fact, the true value of the measurand is not zero. The probability of being detectable
is consequently (1−β).
Note 2 to entry: The terms detection limit and decision threshold are used in an ambiguous way in different
standards (e.g. standards related to chemical analysis or quality assurance). If these terms are referred to one
has to state according to which standard they are used.
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.13]
3.7
limits of the coverage interval
values which define a coverage interval
Note 1 to entry: The limits are calculated in the ISO 11929 series to contain the true value of the measurand with
a specified probability (1−γ).
Note 2 to entry: The definition of a coverage interval is ambiguous without further stipulations. In this standard
two alternatives, namely the probabilistically symmetric and the shortest coverage interval are used.
Note 3 to entry: the coverage interval is defined in ISO 11929-1:2019, 3.4, as the interval containing the set of true
quantity values of a measurand with a stated probability, based on the information available.
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.16 modified – Note 3 to entry has been added]
3.8
measurand
quantity intended to be measured
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.3]
3.9
minimum detectable concentration
time-integrated activity concentration or activity concentration measurements and their associated
coverage intervals for a given probability (1−γ) corresponding to the first alarm level S0
3.10
model of evaluation
set of mathematical relationships between all measured and other quantities involved in the evaluation
of measurements
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.11]
3.11
potential missed exposure
PME
time-integrated activity concentration or maximum activity concentration, as applicable, that can
acceptably be missed
Note 1 to entry: the value of PME is defined according to ALARA/ALARP principles, and below legal limits.
Note 2 to entry: In order to be alerted when a measurement is likely to exceed the value of PME, an alarm level S1
is set up. The PME is then the upper limit of the coverage interval for a given probability (1−γ) of time-integrated
activity concentration or activity concentration measurements corresponding to S1.
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.18]
3.12
response time
time required after a step variation in the measured quantity for the output signal variation to reach a
given percentage for the first time, usually 90 %, of its final value
Note 1 to entry: The intrinsic response time is related to the measurement principle and its associated model of
evaluation of an ideal detector (without taking account of the counting time of the detector).
[SOURCE: IEC 60761-1:2002, 3.15]
4 Symbols
at() Activity going through the detection volume at a time t, in Bq
−3
c Activity concentration, in Bq·m
−3
c Actual activity concentration, in Bq·m
ac
−3
*
Decision threshold of the activity concentration, in Bq·m
c
−3
#
Detection limit of the activity concentration, in Bq·m
c

Lower limit of the coverage interval of the activity concentration for a given prob-
c
−3
ability (1−γ), in Bq·m

Upper limit of the coverage interval of the activity concentration for a given prob-
c
−3
ability (1−γ), in Bq·m
−3
ct Activity concentration measured at a time t, in Bq·m
()
−3
ct Actual activity concentration measured at a time t, in Bq·m
()
ac
−3
c Gross primary measurement of the activity concentration, in Bq·m
g
−3
c Minimum detectable activity concentration, in Bq·m
min

Lower limit of the coverage interval of the minimum detectable activity concentra-
c
min
−3
tion for a given probability (1−γ), in Bq·m

Upper limit of the coverage interval the minimum detectable activity concentration
c
min
−3
for a given probability (1−γ), in Bq·m
th
c Activity concentration of the i measurement of a series of gross measurements
0,i
−3
(with i = 1, …, n) which represent a background situation, in Bq·m
−3
Mean value of c , in Bq·m
c
0,i
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I Minimum amount of current registered by the measuring detector (with
min
Q
min
I = in A
min
t
C
I Minimum amount of current registered by the compensating detector (with
minc, d
Q
minc, d
I = ), in A
minc, d
t
Ccd
,
It
() Instantaneous gross current of the measuring detector at a time t, in A
g
Gross current during the counting time t of the measuring detector at a time t, in A
It,,tI
()
C
gC g
It() Instantaneous gross current of the compensating detector at a time t, in A
gc, d
Gross current during the counting time t of the compensating detector at a time t, in A
It,,tI
C,cd
()
gc,,dC cd gc, d
I Background current of the measuring detector, in A
I Background current of the compensating detector, in A
0,cd
K Detection alarm setup parameter corresponding to the chosen acceptable false
alarm rate level, dimensionless
k Quantile of a standard normal distribution, if kk= , dimensionless
11−−αβ
k Quantile of a standard normal distribution for a probability (1−α), dimensionless
1−α
k Quantile of a standard normal distribution for a probability (1−β), dimensionless
1−β
k γ
 
γ
Quantile of a standard normal distribution for a probability 1− , dimensionless
1−  
2  
N Number of atoms on the media filter, dimensionless
Gross count during the counting time t of the measuring detector at a time t, di-
nt,t
()
C
gC
mensionless
Q Minimum amount of electric charge that induces a pulse registered by the measuring
min
detector, in C
Q Minimum amount of electric charge that induces a pulse registered by the compen-
minc, d
sating detector, in C
3 −1
q Flow rate, in m ·s
−1
rt() Instantaneous gross count rate of the measuring detector at a time t, in s
g
−1
Gross count rate during the counting time t of the measuring detector at a time t, in s
rt,,tr
()
C
gC g
−1
rt Instantaneous gross count rate of the compensating detector at a time t, in s
()
gc, d
Gross count rate during the counting time t of the compensating detector at a
rt,,tr
() C,cd
gc,,dC cd gc, d
−1
time t, in s
−1
r Background count rate of the measuring detector, in s
−1
r Background count rate of the compensating detector, in s
0,cd
s Standard deviation of the activity concentration at a series of i measurements which
represent a background situation
t Counting time of the measuring detector, in s
C
t
Counting time of the compensating detector, in s
Cc, d
t Duration of airborne release, in s
F
t Response time, in s
R
t Intrinsic response time, in s
RI
t Counting time of the measuring detector for background measurement, in s
t Counting time of the compensating detector for background measurement, in s
0,cd
t Half-life, in s
12/
V
Detection volume, in m
−3 −3 −1
w Calibration factor, in Bq·m ·s or Bq·m ·A
δ Correction factor related to sampling (sampling point representativity, radioactive
decay, …), dimensionless
−1 −1 −1
ε Detector efficiency, in Bq ·s or A·Bq
D
−1
λ Decay constant, in s
5 Measuring principle
A representative sample of ambient air to be monitored containing an activity concentration ct at a
()
ac
time t is continuously captured through a transport line then goes through a detection volume without
being retained. In parallel, a detector continuously measures the activity going through the detection
volume. Then a processing algorithm calculates the activity concentration ct() and the suited alarms
on the basis of the evolution of the activity going through the detection volume of air sampled and the
installation or not of an ambient compensating detector. The processing algorithm can also, if necessary,
take into account influence quantities which may perturb the measurement result (see Figure 1).
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Key
1 transport line
2 detector
3 sampling pump
4 media filter
5 processing algorithm
6 alarm processing unit
Figure 1 — Model of the sampling and alarming
6 Study of dynamic behaviour
This clause describes the evolution over time of the activity concentration ct during the sudden
()
appearance of an actual activity concentration c . The dynamic behaviour is quantified by the
ac
response time. The response time t is due to the intrinsic response time t related to the measurement
R RI
principle and its associated model of evaluation, the time delay provided by the counting time t of the
C
activity going through the detection volume, the renewal rate of the detection volume and also the
duration of the processing algorithm. This latter duration is not taken into account in this document but
it should be kept in mind.
It is considered in the following that the actual concentration to be measured c changes over time in
ac
steps of duration t :
F
ct()=≤ctwhen0 ac ac F
ct()=≥0 whentt (2)
ac F
The differential equations describing the number of atoms N of the radionuclide considered in the
detection volume of the detector can be formulated as a function of the concentration c at the
ac
sampling point according to the following relationships:
qCδ
dNt() Nt()q
ac
=−λNt()− when0≤ F
dt λ V
NOTE 1 The monitor flow rate q is taken to be constant over the interval of interest.
and
dNt() Nt()q
=−λNt − whentt≥ (4)
()
F
dt V
Moreover, the evolution of the activity present in the detection volume is given by the relationship
rt()−r
g 0
at =λNt = (5)
() ()
ε
D
NOTE 2 The detector efficiency ε is supposed to be constant meaning that at any time the activity is
D
distributed uniformly throughout the detection volume.
Considering that N(0) = 0 at the beginning of the sampling, the solutions of the differential Formulae (3)
and (4) are:
q
 
 
−+λ t
εδqc
 
Dac
 V 
 
rt −=rNελ t = 1−ewhen0≤t< () ()
gD0 F
q
 
λ+
 
V
q q
   
 
−+λλt −+ ()tt−
εδqc
   
F F
Dac
 V   V 
 
rt −=rNελ t = 1−ee whentt≥ (7)
() ()
gD0 F
q
 
λ +
 
V
From the Formulae (5), (6) and (7), the model of evaluation of the activity concentration over time can
be expressed as
q
λ+
V
 
ct()= rt()−r (8)
g0
 
εδ q
D
When an ionization detector is used, instead of the count rate, the current may be the output. Then the
model of evaluation of the activity concentration becomes to
q
λ+
V
 
ct()= It()−I (9)
g0
 
εδ q
D
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with
q
 
 
−+λ t
 
 V 
 
ct()=−ct1 ewhen0≤ ac F
 
 
q q
   
 
−+λλt −+ ()tt−
   
FF
V V
   
 
ct()=−ct1 ee when ≥t (11)
ac F
 
 
The evolution of the ratio of the activity concentration and the actual one according to Formula (10) by
considering an infinite duration release ( t → ∞) is given in Table 1.
F
ct()
Table 1 — Evolution of the ratio of the measured activity concentration and the actual
ct
()
ac
one according to Formula (10)
Ratio Time
% s
0 0
06, 9
q
λ +
V
23,
~t
RI
q
λ+
V
q
λ +
V
46, 1
q
λ +
V
69, 1
99,9
q
λ +
V
q
Table 1 shows that, according to Formula (10), the higher the detection volume renewal rate the
V
better the intrinsic response time t is.
RI
The evolutions of the activity concentration ct() as defined in Formulae (10) and (11) assume that the
gross count rate rt() is instantaneous which means:
g
nt,t 
()
gC
rt()= lim
 
g
t →0 t
 
C
C
 
This implies that rt() does not depend on t . In reality, any count rate measurement is associated with
g C
a counting time t and therefore the following relationships are obtained:
C
a) when 0<≤tt :
C
q
 
 
−+λ t
 
V
t εδqc    
1 e −1
Dac
 
rt,tr−= rt()−rtd = t+ (12)
()
 
gC 00∫  g 
0 q q
t
 
C  
t λ+ λ+
 
C
 
V V
 
b) when tt<≤ t :
C F
q
 
 
−+λ t
  q
 
CC
 
t εδqc  V  −+λ t
 
1 1−e
Dac
V
 
 
rt,tr−= rt()−rtd = 1+ e (13)
()  
gC 00g
∫  
tt− q q
t  
C  
C
λ+ t λ+
 
C
 
V V
   
c) when tt<≤ tt+ and tt≤ :
()
FF C CF
t t
F
   
rt,tr−= rt −rtdd+ rt −rt=
() () ()
gC 00g g 0
∫∫   ∫  
tt− t
t t
C F
C C
q q q
     
 
−+λλt −+ tt− −+λ t
()
      q
 
F CCF
 
V V V −+λ tt−
εδqc       ()
   
ee− 1−e
F
Dac
V
 
 
= tt−+t + + 1−e (14)
 
FC
q q q
   
 
t λ+ λλ+ +
 
 
C
V  V V 
 
d) when tt<≤t :
FC
t t
F
   
rt,tr−= rt −rtdd+ rt −rt=
() () ()
gC 00g g 0
∫   ∫  
0 t
t t
F
C C
q q
   
 
−+λλt −+ tt
    q
 
F F
 
V V −+λ tt−
εδqc     ()
   
ee−11−
F
Dac
V
 
 
= t + + 1−e (15)
 
F
q q q
   
 
t λλ+ + λ+
 
 
C
V  V V 
 
e) when tt<≤ tt+ and tt> :
()
CC F CF
t t
F
   
rt,tr−= rt −rtdd+ rt −rt=
() () ()
gC 00g g 0
∫∫   ∫  
tt− t
t t
C F
C C
q q q
     
 
−+λλt −+ tt− −+λ t
()
      q
 
F CCF
 
V V V −+λ tt−
εδqc        () 
 
ee− 1−e F
Dac
V
   
= tt+−t+ + 1−e (16)
 
FC
q q q
   
 
t λ + λλ+ +
 
 
C
 
V V V
 
f) when tt>+t :
()
CF
t
F
 
rt,tr−= rt −rtd =
() ()
gC 00g
∫  
tt−
t
C
C
q q q
     
  
−+λλt + t −+λ tt−
εδqc ()
     
FC F
Dac
V V V
        
= 1−ee −−1e (17)
  
q
 
  
t λ+
 
C
 V 
10 © ISO 2020 – All rights reserved

Taking account of the counting time t the model of evaluation of the activity concentration given in
C
the Formulae (10) and (11) becomes:
q
λ+
V
 
ct()= rt,tr− (18)
()
 gC 0
εδq
D
The use of Formulae (12) to (17) applied to Formula (18) makes it possible to quantify the dynamic
q
behaviour of the evaluation model in all release conditions knowing λ (or t ), and t and so to
12/ C
V
determine the corresponding response time t . Table 2 gives the response time for the measurement of
R
q
the activity concentration as a function of the detection volume renewal rate plus decay constant λ
V
and the counting time t . An example of use of Table 2 is given in the Annexes A and B.
C
Table 2 — Response time t of the model of evaluation of activity concentration as a function of
R
q
the detection volume renewal rate plus decay constant λ and the counting time t
C
V
q
t
λλ+
C
V
−1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1
1 h 5 h 10 h 20 h 50 h 100 h 200 h 300 h 400 h 500 h 600 h
1 s 137,9 min 27,6 min 13,8 min 6,9 min 2,8 min 1,4 min 42 s 28 s 21 s 17 s 12 s
10 s 138,2 min 27,7 min 13,9 min 7,0 min 2,9 min 1,5 min 47 s 33 s 26 s 22 s 18 s
30 s 138,4 min 27,9 min 14,1 min 7,2 min 3,0 min 1,7 min 59 s 46 s 39 s 36 s 33 s
1 min 138,4 min 28,1 min 14,3 min 7,4 min 3,3 min 2,0 min 1,3 min 1,1 min 1,1 min 1,0 min 1,0 min
5 min 140,4 min 30,2 min 16,5 min 9,7 min 6,0 min 5,1 min 4,8 min 4,7 min 4,7 min 4,6 min 4,6 min
10 min 142,9 min 32,9 min 19,5 min 13,2 min 10,2 min 9,6 min 9,3 min 9,2 min 9,2 min 9,1 min 9,1 min
20 min 148,1 min 38,9 min 26,4 min 21,2 min 19,2 min 18,6 min 18,3 min 18,2 min 18,2 min 18,1 min 18,1 min
30 min 153,5 min 45,6 min 34,1 min 30,0 min 28,2 min 27,6 min 27,3 min 27,2 min 27,2 min 27,1 min 27,1 min
40 min 159,0 min 52,7 min 42,4 min 39,0 min 37,2 min 36,6 min 36,3 min 36,2 min 36,1 min
...

RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 22930-2
Première édition
2020-05
Évaluation des performances des
dispositifs de surveillance de l'air en
continu —
Partie 2:
Dispositifs de surveillance de
l’air basés sur des techniques
d’échantillonnage par circulation sans
accumulation
Evaluating the performance of continuous air monitors —
Part 2: Air monitors based on flow-through sampling techniques
without accumulation
Numéro de référence
©
ISO 2020
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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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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 4
5 Principe de mesure . 6
6 Étude du comportement dynamique . 7
7 Évaluation des limites caractéristiques .13
7.1 Généralités .13
7.2 Détecteur unique .13
7.2.1 Généralités .13
7.2.2 Définition du modèle .14
7.2.3 Incertitude-type.14
7.2.4 Seuil de décision .15
7.2.5 Limite de détection .17
7.2.6 Limites de l’intervalle élargi .17
7.3 Double détecteur .17
7.3.1 Généralités .17
7.3.2 Définition du modèle .18
7.3.3 Incertitude-type.18
7.3.4 Seuil de décision .19
7.3.5 Limite de détection .20
7.3.6 Limites de l’intervalle élargi .20
8 Paramétrage des alarmes, activité volumique minimale détectable et exposition
manquée potentielle .20
Annexe A (informative) Exemple d’application d’un détecteur unique avec un compteur
proportionnel .23
Annexe B (informative) Exemple d’application utilisant un double détecteur en mode courant .26
Bibliographie .32
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 attirée 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 .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Une liste de toutes les parties de la série ISO/TR 22930 se trouve sur le site Web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés

Introduction
L’échantillonnage et la surveillance de l’activité volumique dans l’air des lieux de travail sont d’une
importance cruciale pour préserver la sécurité des travailleurs dans les lieux où des substances
radioactives dispersables sont utilisées.
En général, la première indication d’un événement de dispersion de substances radioactives est donnée
par un dispositif de surveillance de l’air en continu (CAM) et ses niveaux d’alarme associés. La réponse
d’un CAM est généralement décalée dans le temps par rapport à la situation de rejet réelle.
La connaissance de plusieurs facteurs est nécessaire pour interpréter la réponse d’un CAM et
sélectionner le type de CAM adapté et ses paramètres de fonctionnement.
Le rôle du spécialiste en radioprotection est de choisir le CAM approprié, de déterminer l’instant où le
rejet effectif de substances radioactives se produit, d’interpréter les résultats de mesure et de mener
une action corrective adaptée à la sévérité du rejet.
L’objectif de la série ISO/TR 22930 est d’aider le spécialiste en radioprotection à évaluer les performances
d’un CAM.
La série ISO/TR 22930 décrit les facteurs et les paramètres de fonctionnement ainsi que leur impact sur
la réponse d’un CAM.
Le présent document traite des systèmes de surveillance basés sur des techniques d’échantillonnage
par circulation sans accumulation.
RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 22930-2:2020(F)
Évaluation des performances des dispositifs de
surveillance de l'air en continu —
Partie 2:
Dispositifs de surveillance de l’air basés sur des techniques
d’échantillonnage par circulation sans accumulation
1 Domaine d’application
L’utilisation d’un dispositif de surveillance de l’air en continu (CAM) est principalement motivée par
la nécessité d’être alerté rapidement et de la façon la plus précise possible avec un taux acceptable de
fausses alarmes lorsqu’une valeur d’activité volumique significative est dépassée, afin de prendre des
mesures appropriées pour réduire l’exposition des personnes concernées.
Les performances de ce CAM dépendent non seulement de l’aspect métrologique caractérisé par le seuil
de décision, la limite de détection et les incertitudes de mesure, mais aussi de sa capacité dynamique
caractérisée par son temps de réponse ainsi que de l’activité volumique minimale détectable
correspondant à un taux de fausses alarmes acceptable.
La situation idéale serait d’avoir une activité volumique minimale détectable aussi faible que possible
et un temps de réponse associé très court, mais ces deux critères sont malheureusement en opposition.
Il est donc important que le CAM et le choix des paramètres de réglage et des niveaux d’alarme soient
alignés sur les objectifs de la radioprotection.
Le présent document décrit
— le comportement dynamique et la détermination du temps de réponse,
— la détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection, limites de
l’intervalle élargi), et
— une méthode possible pour déterminer l’activité volumique minimale détectable et le paramétrage
des alarmes.
Les annexes du présent document présentent ensuite des exemples actuels de données de CAM qui
illustrent la quantification des performances d’un CAM en déterminant le temps de réponse, les limites
caractéristiques, l’activité volumique minimale détectable et le paramétrage des alarmes.
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 11929-1, Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection et
extrémités de l'intervalle élargi) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes fondamentaux et
applications — Partie 1: Applications élémentaires
ISO 16639, Surveillance de l’activité volumique des substances radioactives dans l’air des lieux de travail
des installations nucléaires
IEC 60761-1, Équipements de surveillance en continu de la radioactivité dans les effluents gazeux —
Partie 1: Exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 11929-1, l’ISO 16639,
l’IEC 60761-1 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;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
3.1
limite annuelle d’incorporation
LAI
limite sur une année dérivée de la quantité de substances (en Bq) radioactives absorbées par le corps
d’un travailleur adulte par inhalation ou ingestion
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.7]
3.2
dispositif de surveillance de l’air en continu
CAM
instrument qui surveille en continu l’activité volumique dans l’air sur une base de temps quasi réelle
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.10]
3.3
seuil de décision
valeur de l’estimateur du mesurande telle que, quand le résultat d’une mesure réelle utilisant une
procédure de mesure donnée d’un mesurande quantifiant le phénomène physique lui est supérieur, on
décide que le phénomène physique est présent
Note 1 à l'article: Le seuil de décision est défini de manière que, dans le cas où le résultat du mesurage, y, dépasse
le seuil de décision, y*, la probabilité d’une décision erronée, c’est-à-dire que la valeur vraie du mesurande ne soit
pas nulle alors qu’elle l’est en réalité, est inférieure ou égale à la probabilité choisie, α.
Note 2 à l'article: Si le résultat, y, est inférieur au seuil de décision, y*, on décide de conclure que le résultat ne peut
être attribué à l’effet physique. Néanmoins il ne peut pas être conclu que cet effet est absent.
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.12]
3.4
limite dérivée de contamination atmosphérique
LDCA
concentration de radionucléides dans l’air inhalés sur une période d’une année de travail, qui correspond
à l’incorporation d’une LAI de ce radionucléide
Note 1 à l'article: La LDCA est calculée en divisant la LAI par le volume d’air respiré par un homme de référence
−3
effectuant un travail d’activité modérée sur une année de travail (en Bq m ).
Note 2 à l'article: Les valeurs des paramètres recommandées par la Commission Internationale de la Protection
3 −1
Radiologique pour les LDCA calculées sont pour un débit respiratoire de 1,2 m ·h et une année de travail
comptant 2 000 h (c’est-à-dire 2 400 m ).
Note 3 à l'article: La concentration d’air peut être exprimée en termes de nombre de LDCA. Par exemple, si la
−3
LDCA d’un radionucléide donné et de forme particulière est égale à 0,2 Bq m et si la concentration observée est
−3
de 1,0 Bq m , alors la concentration observée peut également être exprimée comme étant égale à 5 LDCA (c’est-
à-dire 1,0 divisé par 0,2).
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés

Note 4 à l'article: La concentration d’air dérivée-heure (LDCA-h) est une exposition intégrée et est le produit de
la concentration d’une substance radioactive dans l’air (exprimée sous forme de fraction ou de multiple de LDCA
pour chaque radionucléide) et la durée d’exposition à ce radionucléide, en heures.
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.12]
3.5
niveau d’alarme de détection
S0
valeur d’activité volumique intégrée dans le temps correspondant à un taux acceptable de fausses alarmes
Note 1 à l'article: Lorsque S0 augmente, le taux de fausses alarmes diminue.
Note 2 à l'article: D’autres valeurs de niveau d’alarme supérieures à S0 peuvent également être paramétrées pour
des raisons opérationnelles.
3.6
limite de détection
plus petite valeur vraie du mesurande qui garantit une probabilité spécifiée qu’il soit détectable par la
méthode de mesure
Note 1 à l'article: Avec le seuil de décision conforme à 3.3, la limite de détection est la plus petite valeur vraie du
mesurande pour laquelle la probabilité de décider de façon erronée que la valeur vraie du mesurande est nulle est
égale à une valeur spécifiée, β, quand, en réalité, la valeur vraie du mesurande n’est pas nulle. La probabilité qu’il
soit détectable est par conséquent de (1-β).
Note 2 à l'article: Les termes «limite de détection» et «seuil de décision» sont utilisés de façon ambiguë dans
différentes normes (par exemple, les normes liées à l’analyse chimique ou à l’assurance de la qualité). En cas de
référence à ces termes, on doit impérativement préciser la norme à laquelle ils se rapportent.
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.13]
3.7
limites de l’intervalle élargi
valeurs qui définissent un intervalle élargi
Note 1 à l'article: Les limites sont calculées dans la série ISO 11929 de manière à contenir la valeur vraie du
mesurande avec une probabilité spécifiée (1−γ).
Note 2 à l'article: La définition d’un intervalle élargi est ambiguë en l’absence d’informations complémentaires.
Dans la présente norme, on utilise deux alternatives, à savoir l’intervalle élargi probabilistiquement symétrique
et l’intervalle élargi le plus court.
Note 3 à l'article: L’intervalle élargi est défini dans l’ISO 11929-1:2019, 3.4, comme étant l’intervalle contenant
l’ensemble des valeurs vraies d’un mesurande avec une probabilité déterminée, fondé sur l’information
disponible.
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.16 modifiée – La Note 3 à l’article a été ajoutée]
3.8
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.3]
3.9
activité volumique minimale détectable
mesurages de l’activité volumique intégrée dans le temps ou de l’activité volumique et leurs intervalles
élargis associés pour une probabilité donnée (1−γ) correspondant au niveau d’alarme de détection S0
3.10
modèle d’évaluation
ensemble de relations mathématiques entre toutes les grandeurs mesurées et les autres grandeurs
impliquées dans l’évaluation de la mesure
[SOURCE: ISO 11929-1:2019, 3.11]
3.11
exposition manquée potentielle
EMP
activité volumique intégrée dans le temps ou activité volumique maximale, selon le cas, qu’il est
potentiellement acceptable de manquer
Note 1 à l'article: La valeur EMP est définie selon les principes ALARA/ALARP, et inférieure aux limites légales.
Note 2 à l'article: Un niveau d’alarme S1 est paramétré afin de fournir une alerte dès qu’un mesurage est
susceptible de dépasser la valeur EMP. L’EMP est alors la limite supérieure de l’intervalle élargi pour une
probabilité donnée (1−γ) des mesurages de l’activité volumique intégrée dans le temps ou de l’activité volumique
correspondant à S1.
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.18]
3.12
temps de réponse
temps nécessaire, après une variation brusque de la grandeur à mesurer, pour que la variation du signal
de sortie atteigne pour la première fois un pourcentage donné, en général 90 %, de sa valeur finale
Note 1 à l'article: Le temps de réponse intrinsèque est lié au principe de mesure et à son modèle d’évaluation
associé d’un détecteur idéal (sans tenir compte du temps de comptage du détecteur).
[SOURCE: IEC 60761-1:2002, 3.15]
4 Symboles
at() Activité traversant le volume de détection à un instant t, en Bq
−3
c Activité volumique, en Bq·m
−3
c Activité volumique réelle, en Bq·m
ac
−3
*
Seuil de décision de l’activité volumique, en Bq·m
c
−3
#
Limite de détection de l’activité volumique, en Bq·m
c

Limite inférieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique pour une probabilité
c
−3
donnée (1−γ), en Bq·m

Limite supérieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique pour une probabilité
c
−3
donnée (1−γ), en Bq·m
−3
ct() Activité volumique mesurée à un instant t, en Bq·m
−3
ct Activité volumique réelle mesurée à un instant t, en Bq·m
()
ac
−3
c Mesurage primaire brut de l’activité volumique, en Bq·m
g
−3
c Activité volumique minimale détectable, en Bq·m
min

Limite inférieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique minimale détectable
c
min
−3
pour une probabilité donnée (1−γ), en Bq·m
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés


Limite supérieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique minimale détectable
c
min
−3
pour une probabilité donnée (1−γ), en Bq·m
ème
c Activité volumique du i mesurage d’une série de mesurages bruts (avec i = 1, …,
0,i
−3
n) qui représentent une situation de bruit de fond, en Bq·m
−3
Valeur moyenne de c , en Bq·m
c
0,i
I Quantité minimale de courant enregistrée par le détecteur de mesure (avec
min
Q
min
I = ), en A
min
t
C
I Quantité minimale de courant enregistrée par le détecteur de compensation
minc, d
Q
minc, d
(avec I = ), en A
minc, d
t
Cc, d
It() Courant brut instantané du détecteur de mesure à un instant t, en A
g
Courant brut pendant le temps de comptage t du détecteur de mesure à un ins-
It,,tI
()
C
gC g
tant t, en A
It Courant brut instantané du détecteur de compensation à un instant t, en A
()
gc, d
Courant brut pendant le temps de comptage t du détecteur de compensation à
It,,tI
() C,cd
gc,,dC cd gc, d
un instant t, en A
I Courant de bruit de fond du détecteur de mesure, en A
I Courant de bruit de fond du détecteur de compensation, en A
0,cd
K Paramètre d’alarme de détection correspondant au niveau choisi de taux de fausses
alarmes acceptable, sans dimension
k Quantile d’une loi normale centrée réduite, si kk= , sans dimension
11−−αβ
k Quantile d’une loi normale centrée réduite pour une probabilité (1−α), sans dimension
1−α
k Quantile d’une loi normale centrée réduite pour une probabilité (1−β), sans dimension
1−β
k γ
 
γ
Quantile d’une loi normale centrée réduite pour une probabilité 1− , sans
1−  
2  2
dimension
N Nombre d’atomes sur le support filtrant, sans dimension
Comptage brut pendant le temps de comptage t du détecteur de mesure à un instant
nt(),t
c
gC
t, sans dimension
Q Quantité minimale de charge électrique qui induit une impulsion enregistrée par
min
le détecteur de mesure, en C
Q Quantité minimale de charge électrique qui induit une impulsion enregistrée par
minc, d
le détecteur de compensation, en C
3 −1
q Débit, en m ·s
−1
rt() Taux de comptage brut instantané du détecteur de mesure à un instant t, en s
g
Taux de comptage brut pendant le temps de comptage t du détecteur de mesure à
rt,,tr
()
c
gC g
−1
un instant t, en s
−1
rt() Taux de comptage brut instantané du détecteur de compensation à un instant t, en s
gc, d
Taux de comptage brut pendant le temps de comptage t du détecteur de com-
rt,,tr
() C,cd
gc,,dC cd gc, d
−1
pensation à un instant t, en s
−1
r Taux de comptage du bruit de fond du détecteur de mesure, en s
−1
r Taux de comptage du bruit de fond du détecteur de compensation, en s
0,cd
s Écart-type de l’activité volumique sur une série de i mesurages qui représentent
une situation de bruit de fond
t Temps de comptage du détecteur de mesure, en s
C
t Temps de comptage du détecteur de compensation, en s
Cc, d
t Durée du rejet dans l’air, en s
F
t Temps de réponse, en s
R
t Temps de réponse intrinsèque, en s
RI
t Temps de comptage du détecteur de mesure pour le mesurage du bruit de fond, en s
t Temps de comptage du détecteur de compensation pour le mesurage du bruit de
0,cd
fond, en s
t Demi-vie, en s
12/
V
Volume de détection, en m
−3 −3 −1
w Facteur d’étalonnage, en Bq·m ·s ou Bq·m ·A
δ Facteur de correction lié au prélèvement (représentativité des points de prélèvement,
décroissance radioactive, etc.), sans dimension
−1 −1 −1
ε Rendement du détecteur, en Bq ·s ou A·Bq
D
−1
λ Constante de décroissance, en s
5 Principe de mesure
Un échantillon représentatif de l’air ambiant à surveiller, contenant une activité volumique ct() à un
ac
instant t, est capté en continu via une ligne de transport qui traverse ensuite un volume de détection
sans être retenu. En parallèle, un détecteur mesure en continu l’activité traversant le volume de
détection. Un algorithme de traitement calcule ensuite l’activité volumique ct() et les alarmes
appropriées sur la base de l’évolution de l’activité traversant le volume de détection de l’air échantillonné,
ainsi que l’installation ou non d’un détecteur de compensation ambiant. L’algorithme de traitement peut
également, si nécessaire, tenir compte des grandeurs d’influence susceptibles de perturber le résultat
de mesure (voir Figure 1).
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Légende
1 ligne de transport
2 détecteur
3 pompe de prélèvement
4 support filtrant
5 algorithme de traitement
6 unité de traitement des alarmes
Figure 1 — Principe du prélèvement et du paramétrage des alarmes
6 Étude du comportement dynamique
Le présent paragraphe décrit l’évolution au fil du temps de l’activité volumique ct lors de l’apparition
()
soudaine d’une activité volumique réelle c . Le comportement dynamique est quantifié par le temps
ac
de réponse. Le temps de réponse t découle du temps de réponse intrinsèque t lié au principe de
R RI
mesure et à son modèle d’évaluation associé, du retard lié au temps de comptage t de l’activité
C
traversant le volume de détection, du taux de renouvellement du volume de détection et également de la
durée de l’algorithme de traitement. Cette dernière durée n’est pas prise en compte dans le présent
document mais il convient de la garder à l’esprit.
Il est considéré, dans ce qui suit, que l’activité volumique réelle à mesurer c varie dans le temps par
ac
paliers de durée t :
F
ct()=≤ctlorsque0 ac ac F
ct()=≥0 lorsquett (2)
ac F
Les équations différentielles décrivant le nombre d’atomes N du radionucléide considéré dans le volume
de détection du détecteur peuvent être formulées en fonction de l’activité volumique c au point de
ac
prélèvement, d’après les relations suivantes:
qCδ
dNt() Nt()q
ac
=−λNt()− lorsque0≤ F
dt λ V
NOTE 1 Le débit de prélèvement q du dispositif de surveillance est considéré comme constant sur
l’intervalle étudié.
et
dNt() Nt()q
=−λNt − lorsquett≥ (4)
()
F
dt V
De plus, l’évolution de l’activité présente dans le volume de détection est donnée par la relation:
rt()−r
g 0
at =λNt = (5)
() ()
ε
D
NOTE 2 Le rendement du détecteur ε est supposé constant, c’est-à-dire qu’à tout instant, l’activité est
D
uniformément répartie dans tout le volume de détection.
Étant donné que N(0) = 0 au début du prélèvement, les solutions des Équations différentielles (3) et
(4) sont:
q
 
 
−+λ t
εδqc
 
Dac
 V 
 
rt −=rNελ t = 1−elorsque00<≤tt (6)
() ()
gD0 F
q
 
λ+
 
V
q q
   
 
−+λλt −+ ()tt−
εδqc
   
F F
Dac
 V   V 
 
rt −=rNελ t = 1−ee lorsquett≥ (7)
() ()
gD0 F
q
 
λ +
 
V
En partant des Formules (5), (6) et (7), le modèle d’évaluation de l’activité volumique dans le temps
peut être exprimé sous la forme:
q
λ+
V
 
ct()= rt()−r (8)
g0
 
εδ q
D
En cas d’utilisation d’un détecteur d’ionisation, plutôt qu’un taux de comptage, la donnée de sortie peut
être un courant. Le modèle d’évaluation de l’activité volumique devient alors:
q
λ+
V
 
ct()= It()−I (9)
g0
 
εδ q
D
avec
q
 
 
−+λ t
 
 V 
 
ct()=−ct1 elorsque0<≤ t (10)
ac F
 
 
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q q
   
 
−+λλt −+ tt−
()
   
FF
V V
     
ct()=−ct1 ee lorsque ≥≥t (11)
ac F
 
 
Le Tableau 1 indique l’évolution du rapport de l’activité volumique et de l’activité réelle d’après la
Formule (10) en considérant un rejet de durée infinie ( t → ∞).
F
ct()
Tableau 1 — Évolution du rapport de l’activité volumique mesurée et de l’activité réelle
ct()
ac
d’après la Formule (10)
Rapport Temps
% s
0 0
06, 9
q
λ +
V
23,
~t
RI
q
λ+
V
q
λ +
V
46, 1
q
λ +
V
69, 1
99,9
q
λ +
V
Le Tableau 1 montre que, d’après la Formule (10), plus le taux de renouvellement du volume de détection
q
est élevé, meilleur est le temps de réponse intrinsèque t .
RI
V
Les évolutions de l’activité volumique ct définie dans les Formules (10) et (11) supposent que le taux
()
de comptage brut rt est instantané, ce qui signifie que:
()
g
nt,t
 ()
gC
rt()= lim  
g
t →0 t
 
C C
 
Ceci implique que rt ne dépend pas de t . En réalité, tout mesurage du taux de comptage est associé
()
C
g
à un temps de comptage t et il en découle donc les relations suivantes:
C
a) lorsque 0<≤tt :
C
q
 
 
−+λ t
 
V
t εδqc  
 
1 e −1
Dac
 
rt,tr−= rt()−rtd = t+ (12)
()
 
gC 00g
∫  
0 q q
t  
C 

t λ+ λ+
 
C
V  V 
 
b) lorsque tt<≤ t :
C F
q
 
 
−+λ t
q
 
CC  
 V −+λ t 
t εδqc  
 
1 1−e
Dac
V
 
 
rt,tr−= rt()−rtd = 1+ e  (13)
()
gC 00∫  g 
tt− q q
t
 
C
 
C
λ+ t λ+
 
C
 
V V
   
c) lorsque tt<≤ tt+ et tt≤ :
()
FF C CF
t t
F
   
rt,tr−= rt()−rtdd+ rt()−rt=
()
gC 00g g 0
∫∫   ∫  
tt− t
t t
C F
C C
q q q
     
 
−+λλt −+ tt− −+λ t
() q
     
F CCF  
 
V V V −+λ tt−
εδqc        () 
 
ee− 1−e F
Dac
 V 
 
= tt−+t + + 1−e (14)
 
FC
q q q
   
 
t λ+ λλ+ +
 
 
C
 
 V  V V
d) lorsque tt<≤t :
FC
t t
F
   
rt,tr−= rt()−rtdd+ rt()−rt=
()
gC 00g g 0
∫   ∫  
0 t
t t
F
C C
q q
   
 
−+λλt −+ tt
q
   
F F  
 
 V   V  −+λ tt−
εδqc  () 
 
ee−11− F
Dac
 V 
 
= t + + 1−e (15)
 
F
q q q
   
 
t λλ+ + λ+
 
 
C
 
 V  V V
e) lorsque tt<≤ tt+ et tt> :
()
CC F CF
t t
F
   
rt,tr−= rt()−rtdd+ rt()−rt=
()
gC 00g g 0
∫∫   ∫  
tt− t
t t
C F
C C
q q q
     
 
−+λλt −+ tt− −+λ t
() q
     
F CCF  
 
 V   V   V  −+λ tt−
εδqc  () 
ee− 1−e  
F
Dac
 V 
 
= tt+−t+ + 1−e (16)
 
FC
q q q
   
 
t λ + λλ+ +
 
 
C
 
 V  V V
f) lorsque tt>+()t :
CF
t
F
 
rt,tr−= rt()−rtd =
()
gC 00g
∫  
t tt−
C
C
q q q
     
  
−+λλt + t −+λ ()tt−
εδqc
     
FC F
Dac
 V   V   V 
  
= 1−ee −−1e (17)
  
q
 
  
t λ+
 
C
V
 
Compte tenu du temps de comptage t , le modèle d’évaluation de l’activité volumique indiquée dans les
C
Formules (10) et (11) devient:
q
λ+
V
 
ct()= rt,tr− (18)
()
gC 0
 
εδq
D
L’utilisation des Formules (12) à (17) appliquées à la Formule (18) permet de quantifier le comportement
q
dynamique du modèle d’évaluation dans toutes les conditions de rejet où λ (ou t ), et t sont
12/ C
V
connus, et de déterminer ainsi le temps de réponse t correspondant. Le Tableau 2 indique le temps de
R
réponse pour le mesurage de l’activité volumique en fonction du taux de renouvellement du volume de
q
détection plus la constante de réponse λ et le temps de comptage t . Les Annexes A et B présentent
C
V
un exemple d’utilisation du Tableau 2.
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Tableau 2 — Temps de réponse t du modèle d’évaluation de l’activité volumique en fonction du
R
q
taux de renouvellement du volume de détection plus la constante de décroissance λ et le
V
temps de comptage t
C
q
t
λλ+
C
V
−1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1
1 h 5 h 10 h 20 h 50 h 100 h 200 h 300 h 400 h 500 h 600 h
1 s 137,9 min 27,6 min 13,8 min 6,9 min 2,8 min 1,4 min 42 s 28 s 21 s 17 s 12 s
10 s 138,2 min 27,7 min 13,9 min 7,0 min 2,9 min 1,5 min 47 s 33 s 26 s 22 s 18 s
30 s 138,4 min 27,9 min 14,1 min 7,2 min 3,0 min 1,7 min 59 s 46 s 39 s 36 s 33 s
1 min 138,4 min 28,1 min 14,3 min 7,4 min 3,3 min 2,0 min 1,3 min 1,1 min 1,1 min 1,0 min 1,0 min
5 min 140,4 min 30,2 min 16,5 min 9,7 min 6,0 min 5,1 min 4,8 min 4,7 min 4,7 min 4,6 min 4,6 min
10 min 142,9 min 32,9 min 19,5 min 13,2 min 10,2 min 9,6 min 9,3 min 9,2 min 9,2 min 9,1 min 9,1 min
20 min 148,1 min 38,9 min 26,4 min 21,2 min 19,2 min 18,6 min 18,3 min 18,2 min 18,2 min 18,1 min 18,1 min
30 min 153,5 min 45,6 min 34,1 min 30,0 min 28,2 min 27,6 min 27,3 min 27,2 min 27,2 min 27,1 min 27,1 min
40 min 159,0 min 52,7 min 42,4 min 39,0 min 37,2 min 36,6 min 36,3 min 36,2 min 36,1 min 36,1 min 36,1 min
50 min 164,6 min 60,3 min 51,1 min 48,0 min 46,2 min 45,6 min 45,3 min 45,2 min 45,1 min 45,1 min 45,1 min
60 min 170,4 min 68,2 min 60,0 min 57,0 min 55,2 min 54,6 min 54,3 min 54,2 min 54,1 min 54,1 min 54,1 min
q
NOTE  Dans la majorité des cas λ , alors le temps de réponse est principalement dû au taux de renouvellement du volume de
V
q
détection .
V
En cas d’utilisation d’un détecteur d’ionisation, le taux de comptage peut être remplacé par le courant
en tant que donnée de sortie. Le modèle d’évaluation de l’activité volumique devient alors:
q
λ+
V
 
ct()= It,tI− (19)
()
 gC 0
εδq
D
La relation entre le taux de comptage r et le courant I est donnée par:
Ir=⋅Q (20)
La Figure 2 montre le décalage entre la Formule (8) respectivement Formule (9) représentée par la courbe
1, et la Formule (18) respectivement Formule (19) représentée par la courbe 2, ce décalage résultant du
temps de comptage t qui ajoute un retard supplémentaire au temps de réponse intrinsèque t
C RI.
Légende
t temps, en s
−3
c activité volumique, en Bq·m
1 activité volumique calculée d’après la Formule (8) respectivement la Formule (9)
2 activité volumique calculée d’après la Formule (18) respectivement la Formule (19)
Figure 2 — Temps de réponse du modèle d’évaluation
La Figure 3 montre que dans certains cas de rejet par bouffées ( tt< ), il est impossible de mesurer la
FR
valeur de l’activité volumique réelle c par le CAM car son temps de réponse t est trop long par
R
ac
rapport à la courte durée de rejet t .
F
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Légende
t temps, en s
−3
c activité volumique, en Bq·m
1 activité volumique calculée d’après la Formule (8) respectivement la Formule (9)
2 activité volumique calculée d’après la Formule (18) respectivement la Formule (19)
Figure 3 — Comportement dynamique du modèle d’évaluation en cas de rejet par bouffées
Cependant, dans tous cas de conditions de rejet, il peut être démontré que l’activité volumique intégrée,
qui représente l’exposition interne totale due à l’inhalation, reste toujours égale à l’activité volumique
intégrée réelle:
tt
F
ct()dtc=⋅t
ac F
∫
7 Évaluation des limites caractéristiques
7.1 Généralités
Les mesurages directs en temps réel nécessitent le plus souvent de complexes systèmes de traitement
des données (algorithme de traitement, etc.) protégés par des droits d’auteur. Les essais de certification
de ce matériel sont généralement effectués en laboratoire, dans des conditions d’essai bien définies qui
ne reflètent pas nécessairement l’environnement dans lequel le dispositif est utilisé, et notamment les
fluctuations de la radioactivité naturelle et l’environnement radiologique.
Pour déterminer les limites caractéristiques (incertitude, seuil de décision et limite de détection)
associées à ce type de dispositif, il peut être nécessaire de procéder à des essais dans un environnement
représentatif des conditions d’utilisation réelles.
7.2 Détecteur unique
7.2.1 Généralités
La Figure 1 illustre le principe de mesure sans détecteur de compensation.
7.2.2 Définition du modèle
D’après les modèles d’évaluation donnés dans les Formules (18) et (19) et en considérant, pour
simplifier, que
rt,tr→ ,
()
gC g
It,tI→ ,
()
gC g
ct()→c , et
q
λ+
V
w=
εδq
D
les formules suivantes peuvent être obtenues pour l’activité volumique c:
a)  pour le mode taux de comptage:  cr=−rw⋅ (21)
()
g0
b)  pour le mode courant:           cI=−Iw⋅ (22)
()
g0
7.2.3 Incertitude-type
a) Pour le mode taux de comptage, l’incertitude-type peut s’écrire sous la forme:
 
 
∂c ∂c ∂c
 
2 2 2 2
uc()=  ⋅ur + ⋅ur + ⋅uw()
()
()    
g 0
 
∂r ∂r  ∂w 
 
g 0
 
r
g
En supposant que ur = , la formule ci-dessus peut être transformée:
()
g
t
C
c
 
+r
 
2 2
r 0
uw() uw()
g
w 
22 22 2 22 2 2
uc()=⋅ww+⋅ur +⋅c = ⋅+ww ⋅ur +⋅c =
() ()
0 00
2 2
t t
w w
CC
2 2
rw⋅ r 
cw⋅ uw() cw⋅ uw()
22 2 2 22
= + +⋅wu rc+⋅ = ++ur ⋅+wc ⋅
() ()
 
0 0
2 2
t t t t
w w
 
CC CC
Ceci conduit à l’incertitude-type uc() donnée dans la Formule (23):
uw
cw⋅ ()
22 2
uc()= +uc()0 +⋅ (23)
t
w
C
b) Pour le mode courant, l’incertitude-type peut s’écrire sous la forme:
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 
 
∂c ∂c ∂c
 
2 2 2 2
uc()=  ⋅uI + ⋅uI + ⋅uw()
() ()
   
g 0
 
∂I ∂I ∂w
 
 
g 0
 
d’après la Formule (20):
∂I ∂I
 
 
g g
2 2 2
uI = ⋅ur + ⋅
  uQ()
() ()  
g g min
 
 
∂r ∂Q
g  min 
 
Et en supposant que uQ()~0 ,
∂I r
 
Q
g g
min
2 22
uI = ⋅ur =⋅Q =⋅II=⋅I
 
() ()
g gmin gmin g
 
∂r t t
g C C
 
Q
min
NOTE En général, le paramètre I = est communiqué par le fabricant du détecteur d’ionisation.
min
t
C
Les transformations suivantes portant sur l’incertitude-type uc() peuvent ensuite être effectuées:
2 2
uw uw
() ()
22 22 2 2 222
 
uc()=⋅II ⋅+ww ⋅uI +⋅c =⋅II +uI ⋅w +⋅c =
() ()
ming 0 ming 0
 
2 2
w w
uw()
c
   
2 22
=⋅I +Iu+ ()Iw⋅+c ⋅ =
 
min0 0
  2
w
    w
uw
()
2 22
=⋅cw⋅+II ⋅+Iu Iw⋅+c ⋅
()
minm in 0 0 
w
L’incertitude-type uc() peut être formulée d’après la Formule (24):
uw
()
22 2
uc()=⋅cw⋅+Iu ()0 +⋅c (24)
min
w
7.2.4 Seuil de décision
*
Le seuil de décision c est donné, pour les deux modes, par l’expression
*
ck=⋅u 0
()
1−α
En ce qui concerne c=0 , le seuil de décision:
a) pour le mode taux de comptage est:
r
 
2 2 2
u ()0 =+ur() ⋅w
 
t
 
C
r
 
* 2
ck=⋅w⋅+ur =⋅kw⋅⋅r + (25)
()
 
1−−αα01 0
t tt
 
CC 0
r
*
NOTE 1 Si tt= alors ck=⋅w⋅⋅2 .
0 C 1−α
t
C
NOTE 2 Si tt ou si r sont des valeurs moyennes déterminées par voie expérimentale à partir d’un
0 C 0
r r
0 0
2 *
nombre d’observations tel que ur  , alors le seuil de décision peut être exprimé par ck=⋅w⋅ .
()
0 1−α
t t
C C
b) pour le mode courant est:
2 2 2
 
uI()0 =⋅Iu+ ()Iw⋅
min 0 0
 
Q Q 
min min
* 2
ck=⋅wI⋅⋅Iu+ Ik=⋅wI⋅⋅ + (26)
()
 
10−−ααmin 01 0
t t
 
C 0
Q Q
minmin
*
NOTE 3 Si = , alors ck=⋅wI⋅⋅2 ⋅I .
10−α min
t t
0 c
Q Q
minmin
NOTE 4 Si  ou si I sont des valeurs moyennes déterminées par voie expérimentale à partir d’un
t t
0 c
nombre d’observations tel que uI II⋅ , alors le seuil de décision peut être exprimé par
()
00min
*
ck=⋅wI⋅⋅I .
10−α min
Cependant, dans certains cas, r ou I ne sont pas explicitement connus. Dans ce cas, la seule donnée
0 0
directement accessible à l’utilisateur est l’estimation de l’activité volumique c.
Dans cette situation, le principe du modèle d’évaluation est connu, mais les données d’entrée ne sont
pas accessibles.
Le problème du mesurage est de comparer une série d’indications c (i = 1, .,n) qui sont jugées, d’après
0,i
l’utilisateur, représenter une situation de bruit de fond avec une seule indication c pour une autre
g
situation, appelée situation instantanée «brute» à un instant t. Alors l’activité volumique à un instant t
est donnée par l’expression:
cc=−c (27)
g0
avec
1 n
c =⋅ c (28)
∑
00,i
i=1
n
et l’écart-type
1 n
s =−⋅ cc (29)
()
∑
oi00,
i=1
n−1
et comme aucune autre information n’est disponible, il est supposé que les c (i = 1, ., n) sont des
0,i
échantillons de lois de Gauss avec des espérances et des variances inconnues. D’après [1], la moyenne
arithmétique c est la meilleure estimation et l’incertitude-type associée à c est:
0 0
12/
s
n−1
uc = ⋅≥avec n 4 (30)
()
n−3
n
Alors
22 2
uc()=uc +uc et en l’absence du phénomène à mesurer (c = 0), il est supposé que:
() ()
g 0
2 2
uc =s  alors
()
g 0
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 n−1 
2 22 2
us()01=+uc =+s (31)
()
 
0 00
nn⋅−3
()
 
Et le seuil de décision est déterminé d’après:
n−1
*
ck=⋅s ⋅+1 (32)
10−α
nn⋅−()3
NOTE 5 La détermination du seuil de décision d’après la Formule (32) implique de vérifier périodiquement
qu’il n’y a aucune variation significative de s .
7.2.5 Limite de détection
#
La limite de détection c est établie d’après:
#* #
cc=+ku⋅ c
()
1−β
uw()
2 #
Avec kk==k et à la condition que k ⋅ <1 , la limite de détection c est:
11−−αβ
w
kw⋅
*
2⋅+c
t
C
#
a)  pour le mode taux de comptage:  c = (33)
uw()
1−⋅k
w
* 2
2⋅+ck ⋅⋅Iw
min
#
b)  pour le mode courant:           c = (34)
uw()
1−⋅k
w
Sinon la méthode de mesure n’est pas adaptée.
7.2.6 Limites de l’intervalle élargi
*
Les limites de l’intervalle élargi sont fournies lorsque cc≥ afin que l’intervalle élargi contienne la
valeur vraie de c avec une probabilité spécifiée (1−γ).
 
Les limites inférieure c et supérieure c de l’intervalle élargi sont données par:

cc=−ku⋅ ()c (35)
γ
1−
et

cc=+ku⋅ ()c (36)
γ
1−
NOTE La détermination de c d’après la Formule (27) implique de vérifier périodiquement qu’il n’y a aucune
variation significative de c .
7.3 Double détecteur
7.3.1 Généralités
La Figure 1 illustre le principe de mesure avec un détecteur de compensation.
7.3.2 Définition du modèle
Compte tenu, à des fins de simplification, que:
rt,tr→
() rt,tr→
()
gC g
gc,,dC cd gc, d
It,tI→
() It,tI→
()
gC g
gc,,dC cd gc, d
ct →c     et
()
q
λ+
V
w=
εδq
D
les formules suivantes peuvent être obtenues pour l’activité volumique c:
 
a)  pour le mode taux de comptage:  cr=−rr−−rw⋅ (37)
() ()
gg,,cd 00 cd
 
 
b)  pour le mode courant:           cI=−II−−Iw⋅ (38)
()
()
gg,,cd 00 cd
 
7.3.3 Incertitude-type
a) Pour le mode taux de comptage, l’incertitude-type uc() peut s’écrire sous la forme:
2 2 2
     
 
∂c ∂c ∂c ∂c ∂c
 
2 2 2 2 2 2
uc = ⋅ur + ⋅ur + ⋅ur + ⋅ur + ⋅⋅uw
()     () 
...

ISO/TC 85/SC 2
Date: 2020‐05
ISO/TC 85/SC 2/GT 14
Secrétariat: AFNOR
Évaluation des performances des dispositifs de surveillance de l’air en continu —
Partie 2: Dispositifs de surveillance de l’air basés sur des techniques
d’échantillonnage par circulation sans accumulation
Evaluating the performance of continuous air monitors — Part 2: Air monitors based on
flow-through sampling techniques without accumulation
ICS: 13.280
Type du document : Rapport technique
Sous‐type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020 Formatted: Font color: Blue
Formatted: Font color: Blue
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, 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, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans
autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci‐après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Fax + 41 22 749 09 47
[e-mail]
www.iso.org
Publié en Suisse
© ISO 2020 – Tous droits réservés
ii
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Deleted: iv
Deleted: v
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 4
5 Principe de mesure . 6
6 Étude du comportement dynamique . 7
7 Évaluation des limites caractéristiques . 13
7.1 Généralités . 13
7.2 Détecteur unique . 14
7.2.1 Généralités . 14
7.2.2 Définition du modèle . 14
7.2.3 Incertitude-type . 14
7.2.4 Seuil de décision . 15
7.2.5 Limite de détection . 17
7.2.6 Limites de l’intervalle élargi . 17
7.3 Double détecteur . 18
7.3.1 Généralités . 18
7.3.2 Définition du modèle . 18
7.3.3 Incertitude-type . 18
7.3.4 Seuil de décision . 19
7.3.5 Limite de détection . 20
7.3.6 Limites de l’intervalle élargi . 20
8 Paramétrage des alarmes, activité volumique minimale détectable et exposition
manquée potentielle . 21
Annexe A (informative) Exemple d’application d’un détecteur unique avec un compteur
proportionnel. 24
Annexe B (informative) Exemple d’application utilisant un double détecteur en mode
courant . 27
Bibliographie . 33

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iii
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 attirée 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.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous‐comité SC 2, Radioprotection.
Une liste de toutes les parties de la série ISO/TR 22930 se trouve sur le site Web de l’ISO. Formatted: Font: French (France)
Formatted: Font: French (France)
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
Formatted: Font: French (France)
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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iv
Introduction
L’échantillonnage et la surveillance de l’activité volumique dans l’air des lieux de travail sont d’une
importance cruciale pour préserver la sécurité des travailleurs dans les lieux où des substances
radioactives dispersables sont utilisées.
En général, la première indication d’un événement de dispersion de substances radioactives est donnée
par un dispositif de surveillance de l’air en continu (CAM) et ses niveaux d’alarme associés. La réponse
d’un CAM est généralement décalée dans le temps par rapport à la situation de rejet réelle.
La connaissance de plusieurs facteurs est nécessaire pour interpréter la réponse d’un CAM et
sélectionner le type de CAM adapté et ses paramètres de fonctionnement.
Le rôle du spécialiste en radioprotection est de choisir le CAM approprié, de déterminer l’instant où le
rejet effectif de substances radioactives se produit, d’interpréter les résultats de mesure et de mener
une action corrective adaptée à la sévérité du rejet.
L’objectif de la série ISO/TR 22930 est d’aider le spécialiste en radioprotection à évaluer les
Formatted: Font: French (France)
performances d’un CAM.
Formatted: Font: French (France)
Formatted: Font: French (France)
La série ISO/TR 22930 décrit les facteurs et les paramètres de fonctionnement ainsi que leur impact sur
Formatted: Font: French (France)
la réponse d’un CAM.
Formatted: Font: French (France)
Le présent document traite des systèmes de surveillance basés sur des techniques d’échantillonnage
Formatted: Font: French (France)
par circulation sans accumulation.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
v
RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 22930-2:2020(F)

Formatted: Justified
Évaluation des performances des dispositifs de surveillance
de l’air en continu — Partie 2: Dispositifs de surveillance de
l’air basés sur des techniques d’échantillonnage par
circulation sans accumulation
1 Domaine d’application
L’utilisation d’un dispositif de surveillance de l’air en continu (CAM) est principalement motivée par la
nécessité d’être alerté rapidement et de la façon la plus précise possible avec un taux acceptable de
fausses alarmes lorsqu’une valeur d’activité volumique significative est dépassée, afin de prendre des
mesures appropriées pour réduire l’exposition des personnes concernées.
Les performances de ce CAM dépendent non seulement de l’aspect métrologique caractérisé par le seuil
de décision, la limite de détection et les incertitudes de mesure, mais aussi de sa capacité dynamique
caractérisée par son temps de réponse ainsi que de l’activité volumique minimale détectable
correspondant à un taux de fausses alarmes acceptable.
La situation idéale serait d’avoir une activité volumique minimale détectable aussi faible que possible et
un temps de réponse associé très court, mais ces deux critères sont malheureusement en opposition. Il
est donc important que le CAM et le choix des paramètres de réglage et des niveaux d’alarme soient
alignés sur les objectifs de la radioprotection.
Le présent document décrit
Deleted: :
— le comportement dynamique et la détermination du temps de réponse, Deleted: ;
— la détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection, limites de
l’intervalle élargi), et Deleted: );
— une méthode possible pour déterminer l’activité volumique minimale détectable et le paramétrage
des alarmes.
Les annexes du présent document présentent ensuite des exemples actuels de données de CAM qui
illustrent la quantification des performances d’un CAM en déterminant le temps de réponse, les limites
caractéristiques, l’activité volumique minimale détectable et le paramétrage des alarmes.
2 Références normatives
Deleted:
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. Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
ISO 11929‐1, Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de détection et
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
extrémités de l'intervalle élargi) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes fondamentaux et Font color: Auto, French (France)
applications — Partie 1: Applications élémentaires
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Deleted:
© ISO 2020 – Tous droits réservés
ISO 16639, Surveillance de l’activité volumique des substances radioactives dans l’air des lieux de travail Deleted:
des installations nucléaires
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
IEC 60761‐1, Équipements de surveillance en continu de la radioactivité dans les effluents gazeux —
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Partie 1: Exigences générales
Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
3 Termes et définitions
Auto, French (France)
Deleted:
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 11929‐1, l’ISO 16639,
Deleted:
l’IEC 60761‐1 ainsi que les suivants, s’appliquent.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp;
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
3.1
Deleted:
limite annuelle d’incorporation
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
LAI
Auto, French (France)
limite sur une année dérivée de la quantité de substances (en Bq) radioactives absorbées par le corps
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
d’un travailleur adulte par inhalation ou ingestion
Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.7]
Auto, French (France)
3.2 Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
dispositif de surveillance de l’air en continu
CAM
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
instrument qui surveille en continu l’activité volumique dans l’air sur une base de temps quasi réelle
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.10]
Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
3.3
Auto, French (France)
seuil de décision
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
valeur de l’estimateur du mesurande telle que, quand le résultat d’une mesure réelle utilisant une
Auto, French (France)
procédure de mesure donnée d’un mesurande quantifiant le phénomène physique lui est supérieur, on
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
décide que le phénomène physique est présent
Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Note 1 à l’article: Le seuil de décision est défini de manière que, dans le cas où le résultat du mesurage, y, dépasse
Auto, French (France)
le seuil de décision, y*, la probabilité d’une décision erronée, c’est‐à‐dire que la valeur vraie du mesurande ne soit
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
pas nulle alors qu’elle l’est en réalité, est inférieure ou égale à la probabilité choisie, α.
Auto, French (France)
Note 2 à l’article: Si le résultat, y, est inférieur au seuil de décision, y*, on décide de conclure que le résultat ne peut
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
être attribué à l’effet physique. Néanmoins il ne peut pas être conclu que cet effet est absent.
Auto, French (France)
Formatted
... [1]
[SOURCE: ISO 11929‐1:2019, 3.12]
Formatted
... [2]
3.4 Formatted
... [3]
limite dérivée de contamination atmosphérique
Formatted
... [4]
LDCA
Formatted
... [5]
concentration de radionucléides dans l’air inhalés sur une période d’une année de travail, qui
Formatted
... [6]
correspond à l’incorporation d’une LAI de ce radionucléide
Formatted
... [7]
Note 1 à l’article: La LDCA est calculée en divisant la LAI par le volume d’air respiré par un homme de référence
Formatted
... [8]
−3
effectuant un travail d’activité modérée sur une année de travail (en Bq m ).
Formatted
... [9]
© ISO 2020 – Tous droits réservés
Note 2 à l’article: Les valeurs des paramètres recommandées par la Commission Internationale de la Protection
3 −1
Radiologique pour les LDCA calculées sont pour un débit respiratoire de 1,2 m·h et une année de travail
comptant 2 000 h (c’est‐à‐dire 2 400 m).
Note 3 à l’article: La concentration d’air peut être exprimée en termes de nombre de LDCA. Par exemple, si la
−3
LDCA d’un radionucléide donné et de forme particulière est égale à 0,2 Bq m et si la concentration observée est
−3
de 1,0 Bq m , alors la concentration observée peut également être exprimée comme étant égale à 5 LDCA (c’est‐à‐
dire 1,0 divisé par 0,2).
Note 4 à l’article: La concentration d’air dérivée‐heure (LDCA‐h) est une exposition intégrée et est le produit de la
concentration d’une substance radioactive dans l’air (exprimée sous forme de fraction ou de multiple de LDCA
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
pour chaque radionucléide) et la durée d’exposition à ce radionucléide, en heures.
Font color: Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.12]
Font color: Auto, French (France)
3.5 Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
niveau d’alarme de détection
S0
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
valeur d’activité volumique intégrée dans le temps correspondant à un taux acceptable de fausses
alarmes
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Note 1 à l’article: Lorsque S0 augmente, le taux de fausses alarmes diminue.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Note 2 à l’article: D’autres valeurs de niveau d’alarme supérieures à S0 peuvent également être paramétrées pour
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
des raisons opérationnelles.
Font color: Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
3.6
Font color: Auto, French (France)
limite de détection
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
plus petite valeur vraie du mesurande qui garantit une probabilité spécifiée qu’il soit détectable par la
Font color: Auto, French (France)
méthode de mesure
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Note 1 à l’article: Avec le seuil de décision conforme à 3.3, la limite de détection est la plus petite valeur vraie du
mesurande pour laquelle la probabilité de décider de façon erronée que la valeur vraie du mesurande est nulle est
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
égale à une valeur spécifiée, β, quand, en réalité, la valeur vraie du mesurande n’est pas nulle. La probabilité qu’il
Font color: Auto, French (France)
soit détectable est par conséquent de (1‐β).
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Note 2 à l’article: Les termes «limite de détection» et «seuil de décision» sont utilisés de façon ambiguë dans
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
différentes normes (par exemple, les normes liées à l’analyse chimique ou à l’assurance de la qualité). En cas de
Font color: Auto, French (France)
référence à ces termes, on doit impérativement préciser la norme à laquelle ils se rapportent.
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
[SOURCE: ISO 11929‐1:2019, 3.13]
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
3.7 Font color: Auto, French (France)
limites de l’intervalle élargi
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
valeurs qui définissent un intervalle élargi
Font color: Auto, French (France)
Formatted: Font: 10 pt, Not Bold,
Note 1 à l’article: Les limites sont calculées dans la série ISO 11929 de manière à contenir la valeur vraie du
Font color: Auto, French (France)
mesurande avec une probabilité spécifiée (1−γ).
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Note 2 à l’article: La définition d’un intervalle élargi est ambiguë en l’absence d’informations complémentaires.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Dans la présente norme, on utilise deux alternatives, à savoir l’intervalle élargi probabilistiquement symétrique et
Font color: Auto, French (France)
l’intervalle élargi le plus court.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Note 3 à l’article: L’intervalle élargi est défini dans l’ISO 11929‐1:2019, 3.4, comme étant l’intervalle contenant
Font color: Auto, French (France)
l’ensemble des valeurs vraies d’un mesurande avec une probabilité déterminée, fondé sur l’information
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
disponible.
Font color: Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
[SOURCE: ISO 11929‐1:2019, 3.16 modifiée – La Note 3 à l’article a été ajoutée]
Font color: Auto, French (France)
© ISO 2020 – Tous droits réservés
3.8
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer
[SOURCE: ISO 11929‐1:2019, 3.3] Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
3.9
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
activité volumique minimale détectable Auto, French (France)
mesurages de l’activité volumique intégrée dans le temps ou de l’activité volumique et leurs intervalles
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
élargis associés pour une probabilité donnée (1−γ) correspondant au niveau d’alarme de détection S0
Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
3.10
Auto, French (France)
modèle d’évaluation
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
ensemble de relations mathématiques entre toutes les grandeurs mesurées et les autres grandeurs
Auto, French (France)
impliquées dans l’évaluation de la mesure
[SOURCE: ISO 11929‐1:2019, 3.11] Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
3.11
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
exposition manquée potentielle Auto, French (France)
EMP
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
activité volumique intégrée dans le temps ou activité volumique maximale, selon le cas, qu’il est
Auto, French (France)
potentiellement acceptable de manquer
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
Note 1 à l’article: La valeur EMP est définie selon les principes ALARA/ALARP, et inférieure aux limites légales.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
Note 2 à l’article: Un niveau d’alarme S1 est paramétré afin de fournir une alerte dès qu’un mesurage est
susceptible de dépasser la valeur EMP. L’EMP est alors la limite supérieure de l’intervalle élargi pour une
probabilité donnée (1−γ) des mesurages de l’activité volumique intégrée dans le temps ou de l’activité volumique
correspondant à S1.
[SOURCE: ISO 16639:2017, 3.18]
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
3.12
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
temps de réponse Auto, French (France)
temps nécessaire, après une variation brusque de la grandeur à mesurer, pour que la variation du signal
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
de sortie atteigne pour la première fois un pourcentage donné, en général 90 %, de sa valeur finale
Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Note 1 à l’article: Le temps de réponse intrinsèque est lié au principe de mesure et à son modèle d’évaluation
Auto, French (France)
associé d’un détecteur idéal (sans tenir compte du temps de comptage du détecteur).
[SOURCE: IEC 60761‐1:2002, 3.15] Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
4 Symboles Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Activité traversant le volume de détection à un instant t, en Bq
at 
Auto, French (France)
−3
c Activité volumique, en Bq·m
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
−3
Activité volumique réelle, en Bq·m
c
ac
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
−3 Auto, French (France)
*
Seuil de décision de l’activité volumique, en Bq·m
c
−3
#
Limite de détection de l’activité volumique, en Bq·m
c

Limite inférieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique pour une probabilité
c
−3
donnée (1−γ), en Bq·m
© ISO 2020 – Tous droits réservés

Limite supérieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique pour une
c
−3
probabilité donnée (1−γ), en Bq·m
−3
ct  Activité volumique mesurée à un instant t, en Bq·m
−3
ct Activité volumique réelle mesurée à un instant t, en Bq·m
ac
−3
c Mesurage primaire brut de l’activité volumique, en Bq·m
g
−3
c Activité volumique minimale détectable, en Bq·m
min

Limite inférieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique minimale détectable
c
min
−3
pour une probabilité donnée (1−γ), en Bq·m

Limite supérieure de l’intervalle élargi de l’activité volumique minimale détectable
c
min
−3
pour une probabilité donnée (1−γ), en Bq·m
ème
c Activité volumique du i mesurage d’une série de mesurages bruts (avec i = 1, …,
0,i
−3
n) qui représentent une situation de bruit de fond, en Bq·m
−3
Valeur moyenne de , en Bq·m
c
c
0,i
I Quantité minimale de courant enregistrée par le détecteur de mesure
min
Q
min
(avec I  ), en A
min
t
C
I Quantité minimale de courant enregistrée par le détecteur de compensation
min,cd
Q
min,cd
(avec ), en A
I 
min,cd
t
C,cd
It Courant brut instantané du détecteur de mesure à un instant t, en A
 
g
Courant brut pendant le temps de comptage tC du détecteur de mesure à un
It,,t I
 
gC g
instant t, en A
It Courant brut instantané du détecteur de compensation à un instant t, en A
g,cd
It,,t I Courant brut pendant le temps de comptage t du détecteur de compensation à
 C,cd
g,cd C,cd g,cd
un instant t, en A
Courant de bruit de fond du détecteur de mesure, en A
I
I Courant de bruit de fond du détecteur de compensation, en A
0,cd
K Paramètre d’alarme de détection correspondant au niveau choisi de taux de
fausses alarmes acceptable, sans dimension
k Quantile d’une loi normale centrée réduite, si kk , sans dimension
11 
Quantile d’une loi normale centrée réduite pour une probabilité (1−α), sans
k
1
dimension
Quantile d’une loi normale centrée réduite pour une probabilité (1−β), sans
k
1
dimension
k 


Quantile d’une loi normale centrée réduite pour une probabilité 1 , sans
1 
2 
dimension
N Nombre d’atomes sur le support filtrant, sans dimension
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Comptage brut pendant le temps de comptage t du détecteur de mesure à un
c
nt ,t 
gC
instant t, sans dimension
Q Quantité minimale de charge électrique qui induit une impulsion enregistrée par
min
le détecteur de mesure, en C
Q Quantité minimale de charge électrique qui induit une impulsion enregistrée par
min,cd
le détecteur de compensation, en C
3 −1
q Débit, en m·s
−1
rt Taux de comptage brut instantané du détecteur de mesure à un instant t, en s
g
Taux de comptage brut pendant le temps de comptage t du détecteur de mesure à
c
rt,,t r
gC g
−1
un instant t, en s
Taux de comptage brut instantané du détecteur de compensation à un instant t, en
rt 
g,cd
−1
s
Taux de comptage brut pendant le temps de comptage t du détecteur de
rt,,t r C,cd
g,cd C,cd g,cd
−1
compensation à un instant t, en s
−1
Taux de comptage du bruit de fond du détecteur de mesure, en s
r
−1
Taux de comptage du bruit de fond du détecteur de compensation, en s
r
0,cd
s Écart‐type de l’activité volumique sur une série de i mesurages qui représentent
une situation de bruit de fond
t Temps de comptage du détecteur de mesure, en s
C
t Temps de comptage du détecteur de compensation, en s
C,cd
Durée du rejet dans l’air, en s
t
F
t Temps de réponse, en s
R
t Temps de réponse intrinsèque, en s
RI
t Temps de comptage du détecteur de mesure pour le mesurage du bruit de fond, en
s
t Temps de comptage du détecteur de compensation pour le mesurage du bruit de
0,cd
fond, en s
t Demi‐vie, en s
1/2
V Volume de détection, en m
−3 −3 −1
w Facteur d’étalonnage, en Bq·m ·s ou Bq·m ·A
δ Facteur de correction lié au prélèvement (représentativité des points de
prélèvement, décroissance radioactive, etc.), sans dimension
−1 −1 −1
Rendement du détecteur, en Bq ·s ou A·Bq

D
−1
λ Constante de décroissance, en s
5 Principe de mesure
Un échantillon représentatif de l’air ambiant à surveiller, contenant une activité volumique ct  à un
ac
instant t, est capté en continu via une ligne de transport qui traverse ensuite un volume de détection
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sans être retenu. En parallèle, un détecteur mesure en continu l’activité traversant le volume de
détection. Un algorithme de traitement calcule ensuite l’activité volumique ct et les alarmes
appropriées sur la base de l’évolution de l’activité traversant le volume de détection de l’air
échantillonné, ainsi que l’installation ou non d’un détecteur de compensation ambiant. L’algorithme de
traitement peut également, si nécessaire, tenir compte des grandeurs d’influence susceptibles de
perturber le résultat de mesure (voir Figure 1).
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
French (France)
Deleted: 22930‐2_ed1fig1.EPS¶
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto
Légende
1 ligne de transport
2 détecteur
3 pompe de prélèvement
4 support filtrant
5 algorithme de traitement
6 unité de traitement des alarmes
Figure 1 — Principe du prélèvement et du paramétrage des alarmes
6 Étude du comportement dynamique
Le présent paragraphe décrit l’évolution au fil du temps de l’activité volumique ct lors de l’apparition

soudaine d’une activité volumique réelle c . Le comportement dynamique est quantifié par le temps de
ac
réponse. Le temps de réponse t découle du temps de réponse intrinsèque t lié au principe de mesure
R RI
et à son modèle d’évaluation associé, du retard lié au temps de comptage tC de l’activité traversant le
volume de détection, du taux de renouvellement du volume de détection et également de la durée de
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l’algorithme de traitement. Cette dernière durée n’est pas prise en compte dans le présent document
mais il convient de la garder à l’esprit.
Il est considéré, dans ce qui suit, que l’activité volumique réelle à mesurer c varie dans le temps par
ac
paliers de durée t:
F
ctc lorsque0tt (1)

ac ac F
ct0lorsquet t (2)
ac F
Les équations différentielles décrivant le nombre d’atomes N du radionucléide considéré dans le
volume de détection du détecteur peuvent être formulées en fonction de l’activité volumique c au
ac
point de prélèvement, d’après les relations suivantes:
qC
dNt  Nt q
ac
Nt lorsque0tt (3)
F
dtV
NOTE 1 Le débit de prélèvement q du dispositif de surveillance est considéré comme constant sur l’intervalle
étudié.
et
dNt Nt q
Nt lorsquett (4)
F
dtV
De plus, l’évolution de l’activité présente dans le volume de détection est donnée par la relation:
rt r
 
g0
atNt

D
(5)
NOTE 2 Le rendement du détecteur  est supposé constant, c’est‐à‐dire qu’à tout instant, l’activité est
D
uniformément répartie dans tout le volume de détection.
Étant donné que N(0) = 0 au début du prélèvement, les solutions des Équations différentielles (3) et (4) Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
sont:
q


 t
qc

Dac
V

rtr Nt 1e lorsque0t g0D F
q



V
qq
 

tt t
qc 
 
FF
Dac
VV

rtr Nt 1e e lorsquett (7)
g0D F
q


V
En partant des Formules (5), (6) et (7), le modèle d’évaluation de l’activité volumique dans le temps Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
peut être exprimé sous la forme:
q

V

ctrt r (8)
g0

 q
D
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En cas d’utilisation d’un détecteur d’ionisation, plutôt qu’un taux de comptage, la donnée de sortie peut
être un courant. Le modèle d’évaluation de l’activité volumique devient alors:
q

V

ctIt I (9)
g0

 q
D
avec
q


 t

V

ctc 1 e lorsque0t ac F


qq
  

tt t

  
FF
VV 

ctc 1e e lorsquett
(11)
ac F


Le Tableau 1 indique l’évolution du rapport de l’activité volumique et de l’activité réelle d’après la
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
French (France)
Formule (10) en considérant un rejet de durée infinie ( t → ∞).
F
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
ct
Tableau 1 — Évolution du rapport de l’activité volumique mesurée et de l’activité réelle
ct
ac
d’après la Formule (10)
Formatted: Font: 11 pt, Font color:
Auto, French (France)
Rapport Temps
% s
0 0
0,69
50 q

V
2,3
~ t
RI
90 q

V
95 q

V
4,61
99 q

V
6,91
99,9 q

V
Le Tableau 1 montre que, d’après la Formule (10), plus le taux de renouvellement du volume de Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
French (France)
q
détection est élevé, meilleur est le temps de réponse intrinsèque t .
RI
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
V
Font color: Auto, French (France)
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Les évolutions de l’activité volumique ct définie dans les Formules (10) et (11) supposent que le taux Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font color:
 
Auto, French (France)
de comptage brut rt est instantané, ce qui signifie que:
 
g
nt,t

gC
rt lim

g
t 0 t

C C

Ceci implique que rt  ne dépend pas de t. En réalité, tout mesurage du taux de comptage est associé
C
g
à un temps de comptage tC et il en découle donc les relations suivantes:
a) lorsque 0tt :
C
q


 t

t V
qc
1e 1
Dac
rt,dt r rtr t t
  (12)

gC 0 g 0
t 0 qq

C 
t

C

VV
b) lorsque ttt :
CF
q

 t
q
 
C

t qc Vt

11e
Dac
V

rt,dt r rtr t1e (13)
 
gC 0 g 0

tt qq
t 
C

C
t

C

VV
  
c) lorsque tttt et tt :
 
FFC CF
t t
F
  
rt,dt r rtr t rtrdt
  
gC 0 g 0 g 0
  
tt t
tt
CF
CC
qq q
   

tt t t
 q
    
FC F
 
VV  V  tt
qc
ee1e F
Dac
V
  
ttt  1e
(14)

FC
qq q
  

t 
 

C

VV V
d) lorsque ttt :
FC
t t
F
r tt r rtr t rtr t
,d d
gC 0g 0 g 0
0 t
tt
F
CC
qq
 

tt 
  q
FF 

VV tt
qc
e11e 
F
Dac
V

t  1e (15)

F
qq q
 

t 


C
VVV

e) lorsque tttt et tt :
 
CCF CF
t t
F
rt,dt r rtr t rtrdt
  
gC 0 g 0 g 0
 
tt t
tt
CF
CC
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qq q
  

tt t t
   q
FC F 
 
VV V tt
qc   
ee1e 
F
Dac
V
 
ttt  1e (16)

FC
qq q
  

t   

C

VV V
f) lorsque ttt :

CF
t
F

rt,dt r rtr t
gC 0 g 0
t tt
C
C
qq q
  
 
tt tt
qc 
  
FC F
Dac
VV V
 
1e e1e (17)
 
q

 
t 

C
V
Compte tenu du temps de comptage t, le modèle d’évaluation de l’activité volumique indiquée dans les
C
Formules (10) et (11) devient:
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
q

V

ctr t,t r (18)

gC 0

q
D
L’utilisation des Formules (12) à (17) appliquées à la Formule (18) permet de quantifier le Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
q
comportement dynamique du modèle d’évaluation dans toutes les conditions de rejet où λ (ou t ),
1/2
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
V
Font color: Auto, French (France)
et t sont connus, et de déterminer ainsi le temps de réponse t correspondant. Le Tableau 2 indique le
R
C
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
temps de réponse pour le mesurage de l’activité volumique en fonction du taux de renouvellement du
French (France)
q
volume de détection plus la constante de réponse λ et le temps de comptage t. Les Annexes A et B
C Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
V
Font color: Auto, French (France)
présentent un exemple d’utilisation du Tableau 2.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
French (France)
Tableau 2 — Temps de réponse t du modèle d’évaluation de l’activité volumique en fonction du
R
q
taux de renouvellement du volume de détection plus la constante de décroissance λ et le
V
temps de comptage tC Deleted:
q
tC 
V
−1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 −1
1 h 5 h 10 h 20 h 50 h 100 h 200 h 300 h 400 h 500 h 600 h
1 s 137,9 min 27,6 min 13,8 min 6,9 min 2,8 min 1,4 min 42 s 28 s 21 s 17 s 12 s
10 s 138,2 min 27,7 min 13,9 min 7,0 min 2,9 min 1,5 min 47 s 33 s 26 s 22 s 18 s
30 s 138,4 min 27,9 min 14,1 min 7,2 min 3,0 min 1,7 min 59 s 46 s 39 s 36 s 33 s
1 min 138,4 min 28,1 min 14,3 min 7,4 min 3,3 min 2,0 min 1,3 min 1,1 min 1,1 min 1,0 min 1,0 min
5 min 140,4 min 30,2 min 16,5 min 9,7 min 6,0 min 5,1 min 4,8 min 4,7 min 4,7 min 4,6 min 4,6 min
10 min 142,9 min 32,9 min 19,5 min 13,2 min 10,2 min 9,6 min 9,3 min 9,2 min 9,2 min 9,1 min 9,1 min
20 min 148,1 min 38,9 min 26,4 min 21,2 min 19,2 min 18,6 min 18,3 min 18,2 min 18,2 min 18,1 min 18,1 min
30 min 153,5 min 45,6 min 34,1 min 30,0 min 28,2 min 27,6 min 27,3 min 27,2 min 27,2 min 27,1 min 27,1 min
40 min 159,0 min 52,7 min 42,4 min 39,0 min 37,2 min 36,6 min 36,3 min 36,2 min 36,1 min 36,1 min 36,1 min
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50 min 164,6 min 60,3 min 51,1 min 48,0 min 46,2 min 45,6 min 45,3 min 45,2 min 45,1 min 45,1 min 45,1 min
60 min 170,4 min 68,2 min 60,0 min 57,0 min 55,2 min 54,6 min 54,3 min 54,2 min 54,1 min 54,1 min 54,1 min
q
NOTE Dans la majorité des cas  , alors le temps de réponse est principalement dû au taux de renouvellement du volume
V
q
de détection .
V
En cas d’utilisation d’un détecteur d’ionisation, le taux de comptage peut être remplacé par le courant
en tant que donnée de sortie. Le modèle d’évaluation de l’activité volumique devient alors:
q

V
ctI t,t I
  (19)
gC 0
q
D
I
La relation entre le taux de comptage r et le courant est donnée par:
IrQ
(20)
La Figure 2 montre le décalage entre la Formule (8) respectivement Formule (9) représentée par la Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, French
(France)
courbe 1, et la Formule (18) respectivement Formule (19) représentée par la courbe 2, ce décalage
résultant du temps de comptage t qui ajoute un retard supplémentaire au temps de réponse
C Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font
intrinsèque t color: Auto, French (France)
RI.
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font
color: Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font
color: Auto, French (France)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font
color: Auto, French (France)
Deleted: 22930‐2_ed1fig2.EPS¶
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold, Font
color: Auto
Légende
t temps, en s
−3
c activité volumique, en Bq·m
1 activité volumique calculée d’après la Formule (8) respectivement la Formule (9)
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
2 activité volumique calculée d’après la Formule (18) respectivement la Formule (19)
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
Figure 2 — Temps de réponse du modèle d’évaluation
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold, Font color:
Auto, French (France)
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La Figure 3 montre que dans certains cas de rejet par bouffées (tt ), il est impossible de mesurer la Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
FR
French (France)
valeur de l’activité volumique réelle c par le CAM car son temps de réponse t est trop long par
R
ac
rapport à la courte durée de rejet t.
F
Deleted: 22930‐2_ed1fig3.EPS¶
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold,
Font color: Auto
Légende
t temps, en s
−3
c activité volumique, en Bq·m
1 activité volumique calculée d’après la Formule (8) respectivement la Formule (9)
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
2 activité volumique calculée d’après la Formule (18) respectivement la Formule (19)
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Figure 3 — Comportement dynamique du modèle d’évaluation en cas de rejet par bouffées
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold,
Font color: Auto, French (France)
Cependant, dans tous cas de conditions de rejet, il peut être démontré que l’activité volumique intégrée,
Formatted: Font: 9 pt, Not Bold,
qui représente l’exposition interne totale due à l’inhalation, reste toujours égale à l’activité volumique
Font color: Auto, French (France)
intégrée réelle:
tt
F
ctdtc t
 ac F
7 Évaluation des limites caractéristiques
7.1 Généralités
Les mesurages directs en temps réel nécessitent le plus souvent de complexes systèmes de traitement
des données (algorithme de traitement, etc.) protégés par des droits d’auteur. Les essais de certification
de ce matériel sont généralement effectués en laboratoire, dans des conditions d’essai bien définies qui
ne reflètent pas nécessairement l’environnement dans lequel le dispositif est utilisé, et notamment les
fluctuations de la radioactivité naturelle et l’environnement radiologique.
Pour déterminer les limites caractéristiques (incertitude, seuil de décision et limite de détection)
associées à ce type de dispositif, il peut être nécessaire de procéder à des essais dans un environnement
représentatif des conditions d’utilisation réelles.
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7.2 Détecteur unique
7.2.1 Généralités
La Figure 1 illustre le principe de mesure sans détecteur de compensa
...