ISO 11929-2:2019

Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the coverage interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application — Part 2: Advanced applications

The ISO 11929 series specifies a procedure, in the field of ionizing radiation metrology, for the calculation of the "decision threshold", the "detection limit" and the "limits of the coverage interval" for a non-negative ionizing radiation measurand when counting measurements with preselection of time or counts are carried out. The measurand results from a gross count rate and a background count rate as well as from further quantities on the basis of a model of the evaluation. In particular, the measurand can be the net count rate as the difference of the gross count rate and the background count rate, or the net activity of a sample. It can also be influenced by calibration of the measuring system, by sample treatment and by other factors. ISO 11929 has been divided into four parts covering elementary applications in ISO 11929-1, advanced applications on the basis of the GUM Supplement 1 in this document, applications to unfolding methods in ISO 11929-3, and guidance to the application in ISO 11929-4. ISO 11929-1 covers basic applications of counting measurements frequently used in the field of ionizing radiation metrology. It is restricted to applications for which the uncertainties can be evaluated on the basis of the ISO/IEC Guide 98-3 (JCGM 2008). In Annex A of ISO 11929-1:2019 the special case of repeated counting measurements with random influences is covered, while measurements with linear analogous ratemeters are covered in Annex B of ISO 11929-1:2019. This document extends the former ISO 11929:2010 to the evaluation of measurement uncertainties according to the ISO/IEC Guide 98-3-1. It also presents some explanatory notes regarding general aspects of counting measurements and on Bayesian statistics in measurements. ISO 11929-3 deals with the evaluation of measurements using unfolding methods and counting spectrometric multi-channel measurements if evaluated by unfolding methods, in particular, for alpha- and gamma‑spectrometric measurements. Further, it provides some advice on how to deal with correlations and covariances. ISO 11929-4 gives guidance to the application of ISO 11929, summarizes shortly the general procedure and then presents a wide range of numerical examples. Information on the statistical roots of ISO 11929 and on its current development may be found elsewhere[30,31]. ISO 11929 also applies analogously to other measurements of any kind especially if a similar model of the evaluation is involved. Further practical examples can be found, for example, in ISO 18589[1], ISO 9696[2], ISO 9697[3], ISO 9698[4], ISO 10703[5], ISO 7503[6], ISO 28218[7], and ISO 11885[8]. NOTE A code system, named UncertRadio, is available for calculations according to ISO 119291 to ISO 11929-3. UncertRadio[27][28] can be downloaded for free from https://www.thuenen.de/en/fi/fields-of-activity/marine-environment/coordination-centre-of-radioactivity/uncertradio/. The download contains a setup installation file which copies all files and folders into a folder specified by the user. After installation one has to add information to the PATH of Windows as indicated by a pop‑up window during installation. English language can be chosen and extensive "help" information is available. . Another tool is the package ?metRology'[32] which is available for programming in R. It contains the two R functions ?uncert' and ?uncertMC' which perform the GUM conform uncertainty propagation, either analytically or by the Monte Carlo method, respectively. Covariances/correlations of input quantities are included. Applying these two functions within iterations for decision threshold and the detection limit calculations simplifies the programming effort significantly. It is also possible to implement this part of ISO 11929 in a spreadsheet containing a Monte Carlo add-in or into other commercial mathematics software.

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 2: Applications avancées

La série ISO 11929 spécifie une procédure applicable, dans le domaine de la métrologie des rayonnements ionisants, pour le calcul du «seuil de décision», de la «limite de détection» et des «limites de l'intervalle élargi» pour un mesurande de rayonnement ionisant non négatif, lorsque des mesurages par comptage sont effectués avec une présélection du temps ou du nombre d'impulsions. Le mesurande résulte d'un taux de comptage brut et d'un taux de comptage du bruit de fond ainsi que de grandeurs supplémentaires reposant sur un modèle d'évaluation. En particulier, le mesurande peut être le taux de comptage net défini comme la différence du taux de comptage brut et du taux de comptage du bruit de fond, ou l'activité nette d'un échantillon. Il peut également être influencé par l'étalonnage du système de mesure, par le traitement de l'échantillon et par d'autres facteurs. L'ISO 11929 a été scindée en quatre parties couvrant les applications élémentaires dans l'ISO 11929-1, les applications avancées reposant sur le Guide ISO/IEC 98-3-1 dans le présent document, les applications aux méthodes de déconvolution dans l'ISO 11929-3, et les recommandations d'application dans l'ISO 11929-4. L'ISO 11929-1 couvre les applications de base des mesurages par comptage souvent utilisées dans le domaine de la métrologie des rayonnements ionisants. Elle se limite aux applications pour lesquelles il est possible d'évaluer les incertitudes sur la base du Guide ISO/IEC 98-3 (JCGM 2008). L'Annexe A de l'ISO 11929-1:2019 traite du cas particulier des mesurages répétés par comptage avec des influences aléatoires, alors que l'Annexe B de l'ISO 11929-1:2019 couvre les mesurages avec des ictomètres analogiques linéaires. Le présent document étend l'ancienne ISO 11929:2010 à l'évaluation des incertitudes de mesure conformément au Guide ISO/IEC 98-3-1. Il contient également plusieurs notes explicatives concernant les aspects généraux des mesurages par comptage et les statistiques bayésiennes dans les mesurages. L'ISO 11929-3 traite de l'évaluation des mesurages en utilisant des méthodes de déconvolution ainsi que de l'évaluation des mesurages multicanaux spectrométriques par comptage en cas d'évaluation par des méthodes de déconvolution, en particulier pour les mesurages spectrométriques alpha et gamma. Elle fournit en outre des conseils pour le traitement avec des corrélations et des covariances. L'ISO 11929-4 fournit des recommandations pour l'application de l'ISO 11929, résume les grandes lignes de la procédure générale et présente ensuite un large éventail d'exemples numériques. Des informations relatives à l'origine des statistiques de l'ISO 11929 et à son stade de développement actuel peuvent être trouvées dans les Références [30] et [31]. L'ISO 11929 s'applique également de manière analogue à d'autres mesurages de tout type, notamment si un modèle d'évaluation similaire est concerné. D'autres exemples pratiques sont, par exemple, disponibles dans l'ISO 18589[1], l'ISO 9696[2], l'ISO 9697[3], l'ISO 9698[4], l'ISO 10703[5], l'ISO 7503[6], l'ISO 28218[7] et l'ISO 11665[8]. NOTE Un logiciel, baptisé UncertRadio, est disponible pour les calculs conformes aux ISO 119291 à ISO 11929-3. UncertRadio[27][28] peut être téléchargé gratuitement à l'adresse: https://www.thuenen.de/en/fi/fields-of-activity/marine-environment/coordination-centre-of-radioactivity/uncertradio/. Le logiciel disponible en téléchargement contient un fichier d'installation qui copie tous les fichiers et dossiers à un emplacement spécifié par l'utilisateur. Après l'installation, des informations doivent être saisies concernant le CHEMIN sous Windows qui a été indiqué dans une fenêtre contextuelle au cours de l'installation. La langue anglaise peut être choisie et des informations d'aide étendue sont proposées. Un autre outil est le progiciel «metRology»[32] qui est disponible pour la programmation en langage R. Il contient les deux fonctions R «uncert» et «uncertMC» qui assurent la propa

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 12-Feb-2019
• ICS: 17.240 - Radiation measurements
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 2/WG 17 - Radioactivity measurements
• Current Stage: 9060 - Close of review
• Start Date: 02-Sep-2029

Relations

• Revises: ISO 11929:2010 - Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the confidence interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application
• Effective Date: 05-Nov-2015

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11929-2
Second edition
2019-02
Determination of the characteristic
limits (decision threshold, detection
limit and limits of the coverage
interval) for measurements of ionizing
radiation — Fundamentals and
application —
Part 2:
Advanced applications
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 2: Applications avancées
Reference number
©
ISO 2019
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All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Fax: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Quantities and symbols . 6
5 Summary of procedures for evaluating and reporting uncertainty and
characteristic limits . 9
6 Evaluation of a measurement on the basis of ISO/IEC Guide 98-3-1 .12
6.1 Introduction and decisions to be made .12
6.2 General aspects concerning the measurand and the model of evaluation .12
6.3 Establishing probability distributions for the input quantities .13
6.4 Propagating probability distributions .15
6.5 Evaluation of the primary measurement result .16
6.6 Standard uncertainty associated with the primary measurement result .16
7 PDF for an assumed true value of the measurand .17
8 Decision threshold, detection limit and assessments .17
8.1 Specifications.17
8.2 Decision threshold .17
8.3 Detection limit .18
8.4 Assessments .19
9 Limits of the coverage interval .19
9.1 General Aspects .19
9.2 The probabilistically symmetric coverage interval .20
9.3 The shortest coverage interval .20
10 The best estimate and its associated standard uncertainty .21
11 Documentation .21
Annex A (normative) Measurements with low count numbers .23
Annex B (informative) Explanatory notes .25
Bibliography .39
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by This document was prepared by ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear
technologies, and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This second edition of ISO 11929-2 together with ISO 11929-1, ISO 11929-3, cancels and replaces
ISO 11929:2010 which have been technically revised, specifically with reference to the type of statistical
treatment of the data and extended with respect to the methodology of uncertainty assessment from
the ISO/IEC Guide 98-3:2009, to the ISO/IEC Guide 98-3-1:2008.
A list of all the parts in the ISO 11929 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2019 – All rights reserved

Introduction
Measurement uncertainties and characteristic values, such as the decision threshold, the detection limit
and limits of the coverage interval for measurements as well as the best estimate and its associated
standard measurement uncertainty, are of importance in metrology in general, and for radiological
protection in particular. The quantification of the uncertainty associated with a measurement result
provides a basis for the trust an individual can have in a measurement result. Conformity with
regulatory limits, constraints or reference values can only be demonstrated by taking into account and
quantifying all sources of uncertainty. Characteristic limits provide – in the end – the basis for deciding
under uncertainty.
The ISO 11929 series provides characteristic values of a non-negative measurand of ionizing radiation.
It is also applicable for a wide range of measuring methods extending beyond measurements of ionizing
radiation.
The limits to be provided according to the ISO 11929 series for specified probabilities of wrong decisions
allow detection possibilities to be assessed for a measurand and for the physical effect quantified by
this measurand as follows:
— the “decision threshold” allows a decision to be made on whether or not the physical effect quantified
by the measurand is present;
— the “detection limit” indicates the smallest true quantity value of the measurand that can still be
detected with the applied measurement procedure; this gives a decision on whether or not the
measurement procedure satisfies the requirements and is therefore suitable for the intended
measurement purpose;
— the “limits of the coverage interval” enclose, in the case of the physical effect recognized as present,
a coverage interval containing the true quantity value of the measurand with a specified probability.
Hereinafter, the limits mentioned are jointly called the “characteristic limits”.
NOTE According to ISO/IEC Guide 99:2007 updated by JCGM 200:2012 the term “coverage interval” is used
here instead of “confidence interval” in order to distinguish the wording of Bayesian terminology from that of
conventional statistics.
All the characteristic values are based on Bayesian statistics and on the ISO/IEC 98-3 Guide to the
Expression of Uncertainty in Measurement as well as on the ISO/IEC Guide 98-3-1 and ISO/IEC 98-3-2.
As explained in detail in ISO 11929-2, the characteristic values are mathematically defined by means of
moments and quantiles of probability distributions of the possible measurand values.
Since measurement uncertainty plays an important part in the ISO 11929 series, the evaluation of
measurements and the treatment of measurement uncertainties are carried out by means of the general
procedures according to the ISO/IEC Guide 98-3 and to the ISO/IEC Guide 98-3-1; see also References [9
to 13]. This enables the strict separation of the evaluation of the measurements, on the one hand, and
the provision and calculation of the characteristic values, on the other hand. The ISO 11929 series makes
[14 to 16]
use of a theory of uncertainty in measurement based on Bayesian statistics (e.g. References
[17 to 22]) in order to allow to take into account also those uncertainties that cannot be derived
from repeated or counting measurements. The latter uncertainties cannot be handled by frequentist
statistics.
Because of developments in metrology concerning measurement uncertainty laid down in the ISO/
IEC Guide 98-3, ISO 11929:2010 was drawn up on the basis of the ISO/IEC Guide 98-3, but using Bayesian
statistics and the Bayesian theory of measurement uncertainty. This theory provides a Bayesian
foundation for the ISO/IEC Guide 98-3. Moreover, ISO 11929:2010 was based on the definitions of the
[9] [10] [11]
characteristic values , the standard proposal , and the introducing article . It unified and replaced
all earlier parts of ISO 11929 and was applicable not only to a large variety of particular measurements
of ionizing radiation but also, in analogy, to other measurement procedures.
Since the ISO/IEC Guide 98-3-1 has been published, dealing comprehensively with a more general
treatment of measurement uncertainty using the Monte Carlo method in complex measurement
[12]
evaluations. This provided an incentive for writing a corresponding Monte Carlo supplement to
ISO 11929:2010 and to revise ISO 11929:2010. The revised ISO 11929 is also essentially founded on
Bayesian statistics and can serve as a bridge between ISO 11929:2010 and the ISO/IEC Guide 98-3-
1. Moreover, more general definitions of the characteristic values (ISO 11929-2) and the Monte Carlo
computation of the characteristic values make it possible to go a step beyond the present state of
standardization laid down in ISO 11929:2010 since probability distributions rather than uncertainties
can be propagated. It is thus more comprehensive and extending the range of applications.
The ISO 11929 series, moreover, is more explicit on the calculation of the characteristic values. It
corrects also a problem in ISO 11929:2010 regarding uncertain quantities and influences, which do not
behave randomly in measurements repeated several times. Reference [13] gives a survey on the basis
...

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11929-2
Second edition
2019-02
Determination of the characteristic
limits (decision threshold, detection
limit and limits of the coverage
interval) for measurements of ionizing
radiation — Fundamentals and
application —
Part 2:
Advanced applications
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 2: Applications avancées
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Quantities and symbols . 6
5 Summary of procedures for evaluating and reporting uncertainty and
characteristic limits . 9
6 Evaluation of a measurement on the basis of ISO/IEC Guide 98-3-1 .12
6.1 Introduction and decisions to be made .12
6.2 General aspects concerning the measurand and the model of evaluation .12
6.3 Establishing probability distributions for the input quantities .13
6.4 Propagating probability distributions .15
6.5 Evaluation of the primary measurement result .16
6.6 Standard uncertainty associated with the primary measurement result .16
7 PDF for an assumed true value of the measurand .17
8 Decision threshold, detection limit and assessments .17
8.1 Specifications.17
8.2 Decision threshold .17
8.3 Detection limit .18
8.4 Assessments .19
9 Limits of the coverage interval .19
9.1 General Aspects .19
9.2 The probabilistically symmetric coverage interval .20
9.3 The shortest coverage interval .20
10 The best estimate and its associated standard uncertainty .21
11 Documentation .21
Annex A (normative) Measurements with low count numbers .23
Annex B (informative) Explanatory notes .25
Bibliography .39
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by This document was prepared by ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear
technologies, and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This second edition of ISO 11929-2 together with ISO 11929-1, ISO 11929-3, cancels and replaces
ISO 11929:2010 which have been technically revised, specifically with reference to the type of statistical
treatment of the data and extended with respect to the methodology of uncertainty assessment from
the ISO/IEC Guide 98-3:2009, to the ISO/IEC Guide 98-3-1:2008.
A list of all the parts in the ISO 11929 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2019 – All rights reserved

Introduction
Measurement uncertainties and characteristic values, such as the decision threshold, the detection limit
and limits of the coverage interval for measurements as well as the best estimate and its associated
standard measurement uncertainty, are of importance in metrology in general, and for radiological
protection in particular. The quantification of the uncertainty associated with a measurement result
provides a basis for the trust an individual can have in a measurement result. Conformity with
regulatory limits, constraints or reference values can only be demonstrated by taking into account and
quantifying all sources of uncertainty. Characteristic limits provide – in the end – the basis for deciding
under uncertainty.
The ISO 11929 series provides characteristic values of a non-negative measurand of ionizing radiation.
It is also applicable for a wide range of measuring methods extending beyond measurements of ionizing
radiation.
The limits to be provided according to the ISO 11929 series for specified probabilities of wrong decisions
allow detection possibilities to be assessed for a measurand and for the physical effect quantified by
this measurand as follows:
— the “decision threshold” allows a decision to be made on whether or not the physical effect quantified
by the measurand is present;
— the “detection limit” indicates the smallest true quantity value of the measurand that can still be
detected with the applied measurement procedure; this gives a decision on whether or not the
measurement procedure satisfies the requirements and is therefore suitable for the intended
measurement purpose;
— the “limits of the coverage interval” enclose, in the case of the physical effect recognized as present,
a coverage interval containing the true quantity value of the measurand with a specified probability.
Hereinafter, the limits mentioned are jointly called the “characteristic limits”.
NOTE According to ISO/IEC Guide 99:2007 updated by JCGM 200:2012 the term “coverage interval” is used
here instead of “confidence interval” in order to distinguish the wording of Bayesian terminology from that of
conventional statistics.
All the characteristic values are based on Bayesian statistics and on the ISO/IEC 98-3 Guide to the
Expression of Uncertainty in Measurement as well as on the ISO/IEC Guide 98-3-1 and ISO/IEC 98-3-2.
As explained in detail in ISO 11929-2, the characteristic values are mathematically defined by means of
moments and quantiles of probability distributions of the possible measurand values.
Since measurement uncertainty plays an important part in the ISO 11929 series, the evaluation of
measurements and the treatment of measurement uncertainties are carried out by means of the general
procedures according to the ISO/IEC Guide 98-3 and to the ISO/IEC Guide 98-3-1; see also References [9
to 13]. This enables the strict separation of the evaluation of the measurements, on the one hand, and
the provision and calculation of the characteristic values, on the other hand. The ISO 11929 series makes
[14 to 16]
use of a theory of uncertainty in measurement based on Bayesian statistics (e.g. References
[17 to 22]) in order to allow to take into account also those uncertainties that cannot be derived
from repeated or counting measurements. The latter uncertainties cannot be handled by frequentist
statistics.
Because of developments in metrology concerning measurement uncertainty laid down in the ISO/
IEC Guide 98-3, ISO 11929:2010 was drawn up on the basis of the ISO/IEC Guide 98-3, but using Bayesian
statistics and the Bayesian theory of measurement uncertainty. This theory provides a Bayesian
foundation for the ISO/IEC Guide 98-3. Moreover, ISO 11929:2010 was based on the definitions of the
[9] [10] [11]
characteristic values , the standard proposal , and the introducing article . It unified and replaced
all earlier parts of ISO 11929 and was applicable not only to a large variety of particular measurements
of ionizing radiation but also, in analogy, to other measurement procedures.
Since the ISO/IEC Guide 98-3-1 has been published, dealing comprehensively with a more general
treatment of measurement uncertainty using the Monte Carlo method in complex measurement
[12]
evaluations. This provided an incentive for writing a corresponding Monte Carlo supplement to
ISO 11929:2010 and to revise ISO 11929:2010. The revised ISO 11929 is also essentially founded on
Bayesian statistics and can serve as a bridge between ISO 11929:2010 and the ISO/IEC Guide 98-3-
1. Moreover, more general definitions of the characteristic values (ISO 11929-2) and the Monte Carlo
computation of the characteristic values make it possible to go a step beyond the present state of
standardization laid down in ISO 11929:2010 since probability distributions rather than uncertainties
can be propagated. It is thus more comprehensive and extending the range of applications.
The ISO 11929 series, moreover, is more explicit on the calculation of the characteristic values. It
corrects also a problem in ISO 11929:2010 regarding uncertain quantities and influences, which do not
behave randomly in measurements repeated several times. Reference [13] gives a survey on the basis
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11929-2
Deuxième édition
2019-02
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 2:
Applications avancées
Determination of the characteristic limits (decision threshold,
detection limit and limits of the coverage interval) for measurements
of ionizing radiation — Fundamentals and application —
Part 2: Advanced applications
Numéro de référence
©
ISO 2019
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Grandeurs et symboles . 6
5 Résumé des procédures d’évaluation et d’expression de l’incertitude et des limites
caractéristiques . 9
6 Évaluation d’un mesurage sur la base du Guide ISO/IEC 98-3-1 .11
6.1 Introduction et décisions à prendre .11
6.2 Aspects généraux concernant le mesurande et le modèle d’évaluation .11
6.3 Établissement des lois de probabilité pour les grandeurs d’entrée . .12
6.4 Propagation des lois de probabilité .14
6.5 Évaluation du résultat du mesurage primaire .15
6.6 Incertitude-type associée au résultat du mesurage primaire .15
7 FDP pour une valeur vraie supposée du mesurande .15
8 Seuil de décision, limite de détection et évaluations .16
8.1 Spécifications.16
8.2 Seuil de décision .16
8.3 Limite de détection .17
8.4 Évaluations .18
9 Limites de l’intervalle élargi .18
9.1 Aspects généraux .18
9.2 Intervalle élargi probabilistiquement symétrique .19
9.3 Intervalle élargi le plus court .19
10 Meilleure estimation et son incertitude-type associée .20
11 Documentation .20
Annexe A (normative) Mesurages avec un faible nombre d’impulsions .22
Annexe B (informative) Notes explicatives .24
Bibliographie .39
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.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette deuxième édition de l’ISO 11929-2, associée à l’ISO 11929-1 et à l’ISO 11929-3, annule et remplace
l’ISO 11929:2010 qui a fait l’objet d’une révision technique, en particulier en ce qui concerne le type
de traitement statistique des données, et a été étendue en termes de méthodologie d’évaluation de
l’incertitude du Guide ISO/IEC 98-3:2009, au Guide ISO/IEC 98-3-1:2008.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11929 se trouve sur le site web de l’ISO.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

Introduction
Les incertitudes de mesure et les valeurs caractéristiques telles que le seuil de décision, la limite de
détection et les limites de l’intervalle élargi pour les mesurages, ainsi que la meilleure estimation et son
incertitude-type associée, sont importantes pour la métrologie en général, et pour la radioprotection
en particulier. La quantification de l’incertitude associée à un résultat de mesure sert de base
pour déterminer la confiance qu’une personne peut accorder à ce résultat. Le respect des limites
réglementaires, des contraintes ou des valeurs de référence ne peut être démontré qu’en prenant en
compte et en quantifiant la totalité des sources d’incertitude. Les limites caractéristiques servent – en
définitive – de base pour prendre des décisions en tenant compte de l’incertitude.
La série ISO 11929 fournit des valeurs caractéristiques d’un mesurande non négatif de rayonnements
ionisants. Elle peut également s’appliquer à un large éventail de méthodes de mesure allant bien au-delà
du mesurage des rayonnements ionisants.
Les limites à établir conformément à la série ISO 11929, pour les probabilités spécifiées de décisions
incorrectes, permettent d’évaluer les possibilités de détection d’un mesurande ainsi que l’effet physique
quantifié par ce mesurande, comme suit:
— le «seuil de décision» permet de décider si l’effet physique quantifié par le mesurande est présent ou
non;
— la «limite de détection» indique la plus petite valeur vraie du mesurande qui peut encore être
détectée par la procédure de mesurage utilisée; cela permet de décider si la procédure satisfait ou
non aux exigences et si elle est donc adaptée à l’objectif de mesurage prévu;
— les «limites de l’intervalle élargi» comprennent, si l’effet physique est reconnu comme présent, un
intervalle élargi contenant la valeur vraie du mesurande avec une probabilité spécifiée.
Dans la suite du présent document, les limites mentionnées ci-dessus sont collectivement appelées
«limites caractéristiques».
NOTE Conformément au Guide ISO/IEC 99:2007 mis à jour par le JCGM 200:2012, le terme «intervalle élargi»
est utilisé ici à la place de «intervalle de confiance» afin de distinguer la terminologie bayésienne de celle des
statistiques conventionnelles.
Toutes les valeurs caractéristiques sont fondées sur les statistiques bayésiennes et sur
l’ISO/IEC 98-3, Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure, ainsi que sur le Guide ISO/IEC 98-3-1
et l’ISO/IEC 98-3-2. Comme l’explique en détail l’ISO 11929-2, les valeurs caractéristiques sont définies
mathématiquement au moyen de moments et de quantiles de lois de probabilité des valeurs possibles
des mesurandes.
Comme l’incertitude de mesure joue un rôle important dans la série ISO 11929, l’évaluation des
mesurages et le traitement des incertitudes associées sont réalisés au moyen de procédures générales
conformément au Guide ISO/IEC 98-3 et au Guide ISO/IEC 98-3-1; voir aussi les références [9 à 13].
Cela permet d’établir une séparation stricte entre, d’une part, l’évaluation des mesurages et, d’autre
part, la mise en place et le calcul des valeurs caractéristiques. La série ISO 11929 utilise une théorie
[14 à 16]
d’incertitude de mesurage reposant sur les statistiques bayésiennes (voir par exemple les
références [17 à 22]) afin de pouvoir également tenir compte de ces incertitudes qui ne peuvent pas être
déduites de mesurages répétés ou de mesurages par comptage. Ces dernières incertitudes ne peuvent
pas être traitées par des statistiques fréquentistes.
Du fait des développements en métrologie concernant l’incertitude de mesure exposés dans le
Guide ISO/IEC 98-3, l’ISO 11929:2010 a été rédigée sur la base du Guide ISO/IEC 98-3, mais en utilisant
les statistiques bayésiennes et la théorie bayésienne de l’incertitude de mesure. Cette théorie sert de base
bayésienne pour le Guide ISO/IEC 98-3. En outre, l’ISO 11929:2010 est fondée sur les définitions des valeurs
[9] [10] [11]
caractéristiques , la proposition de norme et l’article explicatif . Elle a unifié et remplacé toutes les
parties antérieures de l’ISO 11929 et était non seulement applicable à une grande diversité de mesurages
particuliers de rayonnements ionisants, mais aussi, par analogie, à d’autres procédures de mesure.
Comme le Guide ISO/IEC 98-3-1 a été publié, il permet d’examiner de façon exhaustive un traitement
plus général de l’incertitude de mesure en utilisant la méthode de Monte Carlo dans des évaluations de
[12]
mesure complexes. Cela a incité à rédiger un supplément à l’ISO 11929:2010 portant sur la méthode
Monte Carlo, et à réviser l’ISO 11929:2010. L’ISO 11929 révisée repose aussi essentiellement sur les
statistiques bayésiennes et peut servir de passerelle entre l’ISO 11929:2010 et le Guid
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11929-2
Deuxième édition
2019-02
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 2:
Applications avancées
Determination of the characteristic limits (decision threshold,
detection limit and limits of the coverage interval) for measurements
of ionizing radiation — Fundamentals and application —
Part 2: Advanced applications
Numéro de référence
©
ISO 2019
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Grandeurs et symboles . 6
5 Résumé des procédures d’évaluation et d’expression de l’incertitude et des limites
caractéristiques . 9
6 Évaluation d’un mesurage sur la base du Guide ISO/IEC 98-3-1 .11
6.1 Introduction et décisions à prendre .11
6.2 Aspects généraux concernant le mesurande et le modèle d’évaluation .11
6.3 Établissement des lois de probabilité pour les grandeurs d’entrée . .12
6.4 Propagation des lois de probabilité .14
6.5 Évaluation du résultat du mesurage primaire .15
6.6 Incertitude-type associée au résultat du mesurage primaire .15
7 FDP pour une valeur vraie supposée du mesurande .15
8 Seuil de décision, limite de détection et évaluations .16
8.1 Spécifications.16
8.2 Seuil de décision .16
8.3 Limite de détection .17
8.4 Évaluations .18
9 Limites de l’intervalle élargi .18
9.1 Aspects généraux .18
9.2 Intervalle élargi probabilistiquement symétrique .19
9.3 Intervalle élargi le plus court .19
10 Meilleure estimation et son incertitude-type associée .20
11 Documentation .20
Annexe A (normative) Mesurages avec un faible nombre d’impulsions .22
Annexe B (informative) Notes explicatives .24
Bibliographie .39
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.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette deuxième édition de l’ISO 11929-2, associée à l’ISO 11929-1 et à l’ISO 11929-3, annule et remplace
l’ISO 11929:2010 qui a fait l’objet d’une révision technique, en particulier en ce qui concerne le type
de traitement statistique des données, et a été étendue en termes de méthodologie d’évaluation de
l’incertitude du Guide ISO/IEC 98-3:2009, au Guide ISO/IEC 98-3-1:2008.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11929 se trouve sur le site web de l’ISO.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

Introduction
Les incertitudes de mesure et les valeurs caractéristiques telles que le seuil de décision, la limite de
détection et les limites de l’intervalle élargi pour les mesurages, ainsi que la meilleure estimation et son
incertitude-type associée, sont importantes pour la métrologie en général, et pour la radioprotection
en particulier. La quantification de l’incertitude associée à un résultat de mesure sert de base
pour déterminer la confiance qu’une personne peut accorder à ce résultat. Le respect des limites
réglementaires, des contraintes ou des valeurs de référence ne peut être démontré qu’en prenant en
compte et en quantifiant la totalité des sources d’incertitude. Les limites caractéristiques servent – en
définitive – de base pour prendre des décisions en tenant compte de l’incertitude.
La série ISO 11929 fournit des valeurs caractéristiques d’un mesurande non négatif de rayonnements
ionisants. Elle peut également s’appliquer à un large éventail de méthodes de mesure allant bien au-delà
du mesurage des rayonnements ionisants.
Les limites à établir conformément à la série ISO 11929, pour les probabilités spécifiées de décisions
incorrectes, permettent d’évaluer les possibilités de détection d’un mesurande ainsi que l’effet physique
quantifié par ce mesurande, comme suit:
— le «seuil de décision» permet de décider si l’effet physique quantifié par le mesurande est présent ou
non;
— la «limite de détection» indique la plus petite valeur vraie du mesurande qui peut encore être
détectée par la procédure de mesurage utilisée; cela permet de décider si la procédure satisfait ou
non aux exigences et si elle est donc adaptée à l’objectif de mesurage prévu;
— les «limites de l’intervalle élargi» comprennent, si l’effet physique est reconnu comme présent, un
intervalle élargi contenant la valeur vraie du mesurande avec une probabilité spécifiée.
Dans la suite du présent document, les limites mentionnées ci-dessus sont collectivement appelées
«limites caractéristiques».
NOTE Conformément au Guide ISO/IEC 99:2007 mis à jour par le JCGM 200:2012, le terme «intervalle élargi»
est utilisé ici à la place de «intervalle de confiance» afin de distinguer la terminologie bayésienne de celle des
statistiques conventionnelles.
Toutes les valeurs caractéristiques sont fondées sur les statistiques bayésiennes et sur
l’ISO/IEC 98-3, Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure, ainsi que sur le Guide ISO/IEC 98-3-1
et l’ISO/IEC 98-3-2. Comme l’explique en détail l’ISO 11929-2, les valeurs caractéristiques sont définies
mathématiquement au moyen de moments et de quantiles de lois de probabilité des valeurs possibles
des mesurandes.
Comme l’incertitude de mesure joue un rôle important dans la série ISO 11929, l’évaluation des
mesurages et le traitement des incertitudes associées sont réalisés au moyen de procédures générales
conformément au Guide ISO/IEC 98-3 et au Guide ISO/IEC 98-3-1; voir aussi les références [9 à 13].
Cela permet d’établir une séparation stricte entre, d’une part, l’évaluation des mesurages et, d’autre
part, la mise en place et le calcul des valeurs caractéristiques. La série ISO 11929 utilise une théorie
[14 à 16]
d’incertitude de mesurage reposant sur les statistiques bayésiennes (voir par exemple les
références [17 à 22]) afin de pouvoir également tenir compte de ces incertitudes qui ne peuvent pas être
déduites de mesurages répétés ou de mesurages par comptage. Ces dernières incertitudes ne peuvent
pas être traitées par des statistiques fréquentistes.
Du fait des développements en métrologie concernant l’incertitude de mesure exposés dans le
Guide ISO/IEC 98-3, l’ISO 11929:2010 a été rédigée sur la base du Guide ISO/IEC 98-3, mais en utilisant
les statistiques bayésiennes et la théorie bayésienne de l’incertitude de mesure. Cette théorie sert de base
bayésienne pour le Guide ISO/IEC 98-3. En outre, l’ISO 11929:2010 est fondée sur les définitions des valeurs
[9] [10] [11]
caractéristiques , la proposition de norme et l’article explicatif . Elle a unifié et remplacé toutes les
parties antérieures de l’ISO 11929 et était non seulement applicable à une grande diversité de mesurages
particuliers de rayonnements ionisants, mais aussi, par analogie, à d’autres procédures de mesure.
Comme le Guide ISO/IEC 98-3-1 a été publié, il permet d’examiner de façon exhaustive un traitement
plus général de l’incertitude de mesure en utilisant la méthode de Monte Carlo dans des évaluations de
[12]
mesure complexes. Cela a incité à rédiger un supplément à l’ISO 11929:2010 portant sur la méthode
Monte Carlo, et à réviser l’ISO 11929:2010. L’ISO 11929 révisée repose aussi essentiellement sur les
statistiques bayésiennes et peut servir de passerelle entre l’ISO 11929:2010 et le Guid
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