ISO 8769:2016
(Main)Reference sources — Calibration of surface contamination monitors — Alpha-, beta- and photon emitters
Reference sources — Calibration of surface contamination monitors — Alpha-, beta- and photon emitters
ISO 8769:2016 specifies the characteristics of reference sources of radioactive surface contamination, traceable to national measurement standards, for the calibration of surface contamination monitors. This International Standard relates to alpha-emitters, beta-emitters, and photon emitters of maximum photon energy not greater than 1,5 MeV. It does not describe the procedures involved in the use of these reference sources for the calibration of surface contamination monitors. Such procedures are specified in IEC 60325[8], IEC 62363[9], and other documents. NOTE Since some of the proposed photon sources include filters, the photon sources are to be regarded as sources of photons of a particular energy range and not as sources of a particular radionuclide. For example, a 241Am source with the recommended filtration does not emit from the surface the alpha particles or characteristic low-energy L X-ray photons associated with the decay of the nuclide. It is designed to be a source that emits photons with an average energy of approximately 60 keV. ISO 8769:2016 also specifies preferred reference radiations for the calibration of surface contamination monitors. These reference radiations are realized in the form of adequately characterized large area sources specified, without exception, in terms of surface emission rates which are traceable to national standards.
Sources de référence — Étalonnage des contrôleurs de contamination de surface — Émetteurs alpha, bêta et photoniques
ISO 8769:2016 spécifie les caractéristiques de sources de référence de contamination de surface radioactive, traçables à des étalons nationaux de mesurage, permettant l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. La présente Norme internationale se rapporte aux émetteurs alpha, aux émetteurs bêta et aux émetteurs de photons dont l'énergie photonique maximale est inférieure ou égale à 1,5 MeV. Elle ne décrit pas les modes opératoires qu'implique l'utilisation de ces sources de référence pour l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Ces modes opératoires sont spécifiés dans l'IEC 60325[8], l'IEC 62363[9], ainsi que dans d'autres documents. NOTE Étant donné que certaines des sources photoniques proposées sont équipées de filtres, ces sources doivent être considérées comme des sources de photons d'une gamme d'énergie particulière et non comme des sources d'un radionucléide particulier. Par exemple, une source de 241Am munie du filtre recommandé n'émet pas, de la surface, les particules alpha ou les photons X de basse énergie, L, associés à la désintégration radioactive du radionucléide. Elle est conçue pour être une source émettant des photons ayant une énergie moyenne d'environ 60 keV. ISO 8769:2016spécifie également des rayonnements de référence préférés pour l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Ces rayonnements de référence sont réalisés sous la forme de sources de grande surface convenablement spécifiées et caractérisées, sans exception, en termes de flux d'émission de surface traçables à des étalons nationaux.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8769
Third edition
2016-01-15
Reference sources — Calibration of
surface contamination monitors —
Alpha-, beta- and photon emitters
Sources de référence — Étalonnage des contrôleurs de contamination
de surface — Émetteurs alpha, bêta et photoniques
Reference number
ISO 8769:2016(E)
©
ISO 2016
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ISO 8769:2016(E)
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ISO 8769:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Traceability of reference sources . 2
5 Specification of standard sources . 3
5.1 General . 3
5.2 Class 1 reference sources . 4
5.2.1 General requirements . 4
5.2.2 Activity and surface emission rate . 5
5.2.3 Uniformity . 5
5.2.4 Radionuclides . 6
5.3 Class 2 reference sources . 7
5.3.1 General requirements . 7
5.3.2 Activity and surface emission rate . 8
5.3.3 Uniformity . 8
5.3.4 Radionuclides . 8
5.4 Working sources . 8
5.4.1 General requirements . 8
5.4.2 Activity and surface emission rate . 9
5.4.3 Uniformity . 9
5.4.4 Radionuclides . 9
6 Reference transfer instruments . 9
6.1 Reference transfer instrument for alpha-sources and beta-sources . 9
6.2 Reference transfer instrument for photon sources . 9
6.3 Calibration . 9
Annex A (informative) Particular considerations for reference sources emitting electrons
of energy less than 0,15 MeV and photons of energy less than 1,5 MeV . .11
Bibliography .13
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ISO 8769:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,
Radiological protection.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 8769:2010), which has been
technically revised.
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ISO 8769:2016(E)
Introduction
Radioactive contamination of surfaces can result from spilling, splashing, or leakage from unsealed
sources, or breakage or loss of integrity of sealed sources and can give rise to the following health hazards:
a) external exposure to parts of the body in proximity to the contaminated surface;
b) internal exposure through incorporation of radioactive material released from the surface.
The need for effective monitoring of surface contamination has long been recognized, see Reference
[1]. Surface contamination is quantified in terms of activity per unit area, the quantity which is
normally used to specify “derived limits”, i.e. maximum limits of surface contamination. These limits
are based on radiological protection considerations and have been derived from the dose equivalent
or intake limits recommended by the International Commission on Radiological Protection (ICRP),
see References [2] and [3]. Derived limits are incorporated into numerous national and international
regulatory documents which relate specifically to surface contamination monitoring.
The requirement for this International Standard originated from the need for standard calibration
sources in those International Standards dealing with the calibration of surface contamination monitors.
While regulatory documents refer to surface contamination in terms of activity per unit area, the
response of monitoring instruments is related directly to the radiation emitted from the surface rather
than to the activity contained upon or within the surface. Due to variations in the absorptive and
scattering properties of real surfaces, it cannot be assumed, in general, that there is a simple, known
relationship between surface emission rate and activity. Thus, there emerges a clear need for calibration
sources that are specified primarily in terms of surface emission rate, as well as activity. The manner in
[4]
which these sources are used and the associated calibration protocols vary from country to country .
Calibration of an instrument in terms of activity for the types of surfaces that are usually encountered
in monitoring situations depends on the following considerations:
— mixture and ratios of radionuclides being monitored;
— their types and abundances of emissions;
— nature of the surface;
— depths and distribution profiles within the surface;
— spectral attenuation dependence of the instrument entrance window;
— distance between the instrument entrance window and the surface.
The derivation of appropriate calibration factors in terms of activity is therefore a highly complex
process which is outside the scope of this International Standard. Appropriate guidance on this process
[5][6][7]
is addressed in ISO 7503 series . However, some estimate of the activity of the calibration source
is required for general radiological safety purposes such as handling, leak testing, shielding, packaging,
and transport. This is a generic issue for all radioactive sources regardless of their intended use and is
not therefore addressed specifically in this International Standard.
Traceability of calibration sources to International Standards or national standards is established by a
system of reference transfer instruments.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8769:2016(E)
Reference sources — Calibration of surface contamination
monitors — Alpha-, beta- and photon emitters
1 Scope
This International Standard specifies the characteristics of reference sources of radioactive
surface contamination, traceable to national measurement standards, for the calibration of surface
contamination monitors. This International Standard relates to alpha-emitters, beta-emitters,
and photon emitters of maximum photon energy not greater than 1,5 MeV. It does not describe the
procedures involved in the use of these reference sources for the calibration of surface contamination
[8] [9]
monitors. Such procedures are specified in IEC 60325 , IEC 62363 , and other documents.
NOTE Since some of the proposed photon sources include filters, the photon sources are to be regarded as
sources of photons of a particular energy range and not as sources of a particular radionuclide. For example,
241
a Am source with the recommended filtration does not emit from the surface the alpha particles or
characteristic low-energy L X-ray photons associated with the decay of the nuclide. It is designed to be a source
that emits photons with an average energy of approximately 60 keV.
This International Standard also specifies preferred reference radiations for the calibration of
surface contamination monitors. These reference radiations are realized in the form of adequately
characterized large area sources specified, without exception, in terms of surface emission rates which
are traceable to national standards.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 12749-2, Nuclear energy, nuclear technologies, and radiological protection — Vocabulary — Part 2:
Radiological protection
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
IEC 60050-395, International Electrotechnical Vocabulary — Part 395: Nuclear instrumentation: Physical
phenomena, basic concepts, instruments, systems, equipment and detectors
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12749-2, IEC 60050-395, and
the following apply.
3.1
surface emission rate
number of particles or photons of a given type above a given energy emerging from the
face of the source or its window per time in a mass-free environment
3.2
face
vertical projection of the nominal active area onto the front surface of the source
Note 1 to entry: See Figure 1.
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ISO 8769:2016(E)
3
1
4
2
Key
1 filter
2 backing
3 face
4 nominal active area
Figure 1 — Cross-sectional drawing of a standard source with its filter
3.3
saturation layer thickness
thickness of the medium equal to the
maximum range of the specified particulate radiation
3.4
instrument efficiency
ratio between the instrument net reading (counts per time after background subtraction) and the surface
emission rate of the source (particles emitted per time) in a specified geometry relative to a source
Note 1 to entry: The instrument efficiency depends on the energy of the radiation emitted by the source, the area
of the source, and the area of the detector entrance window.
3.5
self-absorption
absorption of radiation which occurs within the material of the source itself
3.6
uncertainty
standard uncertainty (k = 1) unless otherwise stated
[10]
Note 1 to entry: The treatment of uncertainties is in accordance with the ISO/IEC Guide 98-3 to the Expression
of Uncertainty in Measurement.
3.7
uniformity
indication of the lack variation of that property over the
surface
4 Traceability of reference sources
The following scheme is proposed to ensure that working standards used in the field for the routine
calibration of surface contamination monitors shall be related to national measurement standards
through a clearly defined traceability chain using reference sources and reference transfer instruments.
Reference sources shall be of the following two types:
— Class 1: reference sources that have been calibrated directly in terms of activity and surface
emission rate at a national or international metrology institute.
— Class 2: reference sources that have been calibrated in terms of surface emission rate on a reference
transfer instrument, the efficiency of which has been measured by calibration with a Class 1
reference source of the same radionuclide and of the same general construction using the same
geometry, at a laboratory that has been accredited to ISO 17025 for such measurements.
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ISO 8769:2016(E)
National metrology institutes shall, at their discretion, provide the means whereby Class 1 reference
sources of a specified range of radionuclides may be certified by them. For those countries which are
[11]
signatories to the Mutual Recognition Arrangement (MRA) , a certificate of calibration from another
participating institute in a second country is recognized as valid in the first country for the quantities,
ranges, and measurement uncertainties specified in Appendix C of Reference [11].
The activity and surface emission rate of Class 1 reference sources shall be measured, using, for example,
a windowless gas-flow proportional detector, or by using an instrument that has been calibrated using
sources that have been measured absolutely. Calibration procedures for activity determination are
discussed for example, in References [12],[13],[14] and [15].
Organizations with a requirement to type test and to calibrate instruments to be used for monitoring
radioactive surface contamination need to have access to suitable Class 1 or Class 2 reference sources. The
purpose of a working source is to check the calibration of surface contamination monitors in the field; they
are not to be confused with check sources which are only intended to verify that a monitor is operating.
Organizations with a requirement to provide working standard sources for the routine confirmation
of the calibration of their surface contamination monitoring instruments require access to a reference
transfer instrument with which to calibrate such sources in terms of surface emission rate against a
Class 1 or Class 2 reference source. Where the working source is used either in a jig or under a particular
geometry, the reference transfer instrument on which its emission rate is measured shall have been
calibrated using a reference source under identical conditions and geometry; alternatively, the working
source shall be removable from the jig so that it can be measured in the usual way. Where only a few
monitors need calibration or a high degree of accuracy is required, Class 1 or Class 2 reference sources
may be used as working sources; in such cases, the frequency of re-calibration shall be that for working
sources. National regulations may require more frequent calibrations.
5 Specification of standard sources
5.1 General
Reference standard sources may be of the following kinds.
a) Sources comprising an electrically conducting backing material with a given radionuclide
permanently deposited upon or incorporated into one side only; the thickness of the backing material
shall be sufficient to prevent emission of the particulate radiation through the back of the source.
b) Sources comprising a layer of material within which the radionuclide is uniformly distributed and
the thickness of which is at least equal to the saturation layer thickness of the particulate radiation.
For the purposes of this International Standard, the activity of the source shall be taken as the
activity contained within a surface layer of thickness equal to the saturation layer thickness.
Photon-emitting sources shall incorporate filters in accordance with Table 1.
To measure the surface emission rate directly, a threshold corresponding to a minimum energy needs
to be set. For beta counting, it shall be set to correspond to a photon energy of 590 eV (0,1 times the
55
energy of the X -radiation of Mn following the decay of Fe). For alpha counting, the threshold should
K
be set just above the electronic noise of the system. For photon counting, the threshold shall be set to
comprise the photon peak and the whole Compton continuum.
With alpha-emitters and low-energy beta-emitters, self-absorption can be far from negligible. This
leads to a degradation of the emission spectrum and might affect measurements with windowed
transfer instruments.
Reference standard sources shall be fit for purpose and it shall be the responsibility of the manufacturer
to determine and report the radioactive impurities to the extent necessary to ensure that the use of the
source is not compromised by emissions from any impurity. As a minimum, all radioactive impurities
with an activity of at least 1 % of the activity of the principal radionuclide shall be determined and
reported. For those sources which might contain radioactive impurities, users should take due account
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ISO 8769:2016(E)
that the relative level of the impurity changes with time and could produce a significant effect on the
emission rate of the source.
Table 1 — Characteristics and additional filtration of photon-emitting sources
Approximate
mean photon
Half-life Filter
a Radionuclide Filter thickness
energy
b
in days material
in keV
55 3
5,9 Fe 1,00 × 10 none
0,05 mm
238 4
16 Pu 3,20 × 10 zirconium
–2
32,5 mg·cm
0,3 mm
129 9
32 I 5,88 × 10 aluminium
–2
81 mg·cm
stainless 0,25 mm
241 5
60 Am 1,58 × 10
–2
steel 200 mg·cm
stainless 0,25 mm
57
124 Co 272
–2
steel 200 mg·cm
stainless 1 mm
137 4
660 Cs 1,10 × 10
–2
steel 800 mg·cm
0,3 mm
60 3
1 250 Co 1,93 × 10 aluminium
–2
81 mg·cm
NOTE 1 These are sources of photons of a particular energy range and not sources of a particular radionuclide.
60
NOTE 2 In most cases, Co emits two coincident photons with an angular correlation between them. Great care shall be
taken when transferring the calibration to other energies or nuclides.
a
The approximate mean photon energy is equal to (∑n × E )/∑n where n is the number of photons emitted from the
i i i i
source with energy E .
i
b
For this International Standard, stainless steel is that which has the composition 72 % Fe, 18 % Cr, 10 % Ni.
5.2 Class 1 reference sources
5.2.1 General requirements
In order to comply with the requirements specified in this International Standard, Class 1 reference
sources shall be plane sources comprising an electrically conducting backing material with radioactive
material deposited upon or incorporated into one side in such a manner as to minimize source self-
absorption and to maintain electrical conductivity across the whole of the face of the source. The active
4 2
area shall be at least 10 mm ; recommended sizes are 100 mm × 100 mm, 100 mm × 150 mm, and
150 mm × 200 mm.
A Class 1 reference source is intended to approximate as closely as practicably possible an ideal “thin”
source (see IEC 60325) with respect to the activity itself. However, it is acknowledged that with alpha-
emitters and low-energy beta-emitters, self-absorption can be far from negligible. Maintenance of
electrical conductivity is necessary for the correct operation of windowless proportional counters. The
thickness of the backing material should be such as to minimize the contribution from backscattered
radiation, both particle and photon. The recommended backing material is aluminium of 3 mm
thickness (this thickness is sufficient to eliminate particle emission through the back of the source,
106 106
with the exception of Ru/ Rh sources where the thickness would need to be increased to 4,6 mm).
The thickness of the backing material shall be within 10 % of the value detailed in the certificate. The
backing material should extend beyond the active area to such an extent that the backscattering effect
is uniform over the whole of the active area. It is recommended that the backing material should extend
at least 10 mm beyond the active area of the source.
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A photon-emitting source shall include the filtration specified in Table 1. The filter should normally be
an integral part of the source, it should not be removable. Their purpose is described in Annex A. The
area of the filter should be such that it extends for at least 10 mm beyond the active area of the source.
The thickness of the filter shall be within 10 % of the specified value in Table 1.
Sources shall be accompanied by a calibration certificate giving the following information:
a) radionuclide;
NOTE Half-life values and other current nuclear data values are provided by Reference [16].
b) source identification number;
c) surface emission rate and its uncertainty;
d) activity and its uncertainty;
e) reference date [shall be identical for c) and d)];
f) active area: its location and size;
g) nature, thickness, density, and dimensions of substrate;
h) nature, thickness, density, and dimensions of filter (if any);
i) uniformity and uncertainty (table of relative emission rates of all individual portions relating
position and emission rate);
j) class of source.
Manufacturers may decide to give further information of help to the user such as the depth of the active
layer. Markings on the source itself shall indicate the radionuclide and the source identification number.
5.2.2 Activity and surface emission rate
The activity of a Class 1 reference source of the preferred size should be such as to give a surface
–1 –1
emission rate from about 2 000 s to 10 000 s in order to optimize between background, statistical
uncertainty, and dead-time error. The activity shall be stated with a relative uncertainty not
exceeding 10 %. The surface emission rate shall be measured by the national metrology institute with a
relative uncertainty not exceeding the following:
a) 3 % for alpha sources;
b) 3 % for beta sources with an end-point energy greater than 150 keV;
c) 5 % for beta sources with an end-point energy less than 150 keV;
d) 10 % for photon sources.
Class 1 reference sources should be re-calibrated in terms of activity, surface emission rate, and
uniformity at a frequency of not less than once every four years.
NOTE 1 The frequency of recalibration of a reference source might be different from country to country,
depending on national regulations.
NOTE 2 Overall source activity has to be related to the source size when the sources are used to calibrate
2
different sized detectors. The source might need sufficient activity/cm to accommodate detectors with a
2 2
working area of 6,4 cm but not so much activity as to overload a detector with a working area of 200 cm .
5.2.3 Uniformity
The uniformity of a source shall be expressed in terms of the standard deviation of the surface emission
rates of the individual portions of the whole source divided by the mean value of these emission rates.
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The uniformity of a Class 1 reference source minus its relative standard uncertainty shall be greater
than 90 %. For the purpose of specifying the uniformity of a source with respect to surface emission
rate per area, the source shall be considered as comprising a number of portions of equal area and
shape. For rectangular sources, the shape of the portions shall be identical to the shape of the active
area of the source.
2
The area of the portions shall be 10 cm or less. For the recommended sizes (see 5.2.1), a reference
source active area of 10 cm × 10 cm shall be divided into 16 quadratic portions and a source of
10 cm × 15 cm shall be divided into 16 rectangular portions.
The individual emission rates shall be determined with a relative uncertainty that shall be consistent
with that specified for the whole source in 5.2.2 and 5.3.2. These uncertainties shall be taken into
account when calculating the experimental standard deviation to determine the uniformity resulting in
an uncertainty for the uniformity itself (see Reference [12]).
Uniformity may be measured by using the image plate technique, position sensitive measurement
systems, or by inserting a masking plate between the source and the detector. The masking device shall
have an aperture of appropriate size and provide sufficient shielding of the detector. For the masking
plate technique, care should be taken to always use the same portion of the detector to minimize effects
due to possible non-uniformity of response to radiation across the surface of the detector. For the other
techniques, care should be taken to minimize effects due to possible non-uniformity of the detection
efficiency across the whole detector.
In those situations where the detector window area is less than the active source area, it is possible to
avoid the requirement to have a detailed knowle
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8769
Troisième édition
2016-01-15
Sources de référence — Étalonnage
des contrôleurs de contamination de
surface — Émetteurs alpha, bêta et
photoniques
Reference sources — Calibration of surface contamination monitors
— Alpha-, beta- and photon emitters
Numéro de référence
ISO 8769:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO 8769:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Traçabilité des sources de référence . 2
5 Spécification des sources de calibration . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Sources de référence de Catégorie 1 . 4
5.2.1 Exigences générales . 4
5.2.2 Activité et flux d’émission de surface . 5
5.2.3 Uniformité. 6
5.2.4 Radionucléides . 6
5.3 Sources de référence de Catégorie 2 . 9
5.3.1 Exigences générales . 9
5.3.2 Activité et flux d’émission de surface . 9
5.3.3 Uniformité. 9
5.3.4 Radionucléides . 9
5.4 Sources de travail . 9
5.4.1 Exigences générales . 9
5.4.2 Activité et flux d’émission de surface .10
5.4.3 Uniformité.10
5.4.4 Radionucléides .10
6 Instruments de transfert de référence .10
6.1 Instrument de transfert de référence pour les sources alpha et bêta .10
6.2 Instrument de transfert de référence pour les sources photoniques .10
6.3 Étalonnage .11
Annexe A (informative) Considérations particulières relatives aux sources de référence
émettrices d’électrons d’énergie inférieure à 0,15 MeV et de photons d’énergie
inférieure à 1,5 MeV .12
Bibliographie .14
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ISO 8769:2016(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer
un engagement.
Pour une explication de la 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 8769:2010), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
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ISO 8769:2016(F)
Introduction
La contamination radioactive des surfaces peut résulter d’écoulements, d’éclaboussures ou de fuites
de sources non scellées ou de la rupture ou perte d’intégrité de sources scellées et peut présenter les
risques suivants pour la santé:
a) exposition externe de parties du corps à proximité de la surface contaminée;
b) exposition interne par l’incorporation de matières radioactives libérées par la surface.
La nécessité d’une surveillance efficace de la contamination de surface est reconnue depuis longtemps,
voir la Référence [1]. La contamination de surface est quantifiée en termes d’activité surfacique. Cette
grandeur est normalement utilisée pour spécifier des « limites dérivées », c’est-à-dire les limites
maximales de contamination de surface. Ces limites sont fondées sur des considérations liées à la
protection contre les rayonnements et ont été déduites des valeurs limites d’équivalent de dose ou
d’incorporation, telles que les recommande la Commission internationale de protection contre les
radiations (CIPR), voir les Références [2] et [3]. Les limites dérivées figurent dans de nombreux textes
réglementaires nationaux et internationaux qui se rapportent spécifiquement à la surveillance de la
contamination des surfaces.
La présente Norme internationale est née du besoin de sources d’étalonnage normalisées dans les
Normes internationales traitant de l’étalonnage des contrôleurs de contamination de surface.
Alors que les textes réglementaires se réfèrent à la contamination de surface en termes d’activité
surfacique, la réponse des instruments de surveillance est directement liée au rayonnement émis
par la surface, plutôt qu’à l’activité superficielle ou interne de la surface. Compte tenu des variations
des propriétés d’absorption et de diffusion des surfaces réelles, on ne peut supposer qu’il existe
généralement une relation simple et connue entre le flux d’émission de surface et l’activité surfacique.
Le besoin de sources d’étalonnage spécifiées principalement en termes de flux d’émission de surface
aussi bien que d’activité est donc patent. La manière dont ces sources sont utilisées et les protocoles
[4]
d’étalonnage associés varient d’un pays à l’autre .
L’étalonnage d’un instrument en termes d’activité pour les types de surfaces habituellement rencontrées
dans les situations de surveillance dépend des considérations suivantes:
— le mélange et les rapports des radionucléides surveillés;
— leurs types et les abondances des émissions;
— la nature de la surface;
— les profondeurs et les profils de distribution au sein de la surface;
— la dépendance de la fenêtre d’entrée de l’instrument vis-à-vis de l’atténuation spectrale;
— la distance entre la fenêtre d’entrée de l’instrument et la surface.
La déduction des facteurs d’étalonnage appropriés en termes d’activité est donc un processus
très complexe qui ne relève pas du domaine d’application de la présente Norme internationale. La
[5][6][7]
série ISO 7503 fournit des lignes directrices appropriées concernant ce processus. Toutefois,
une certaine estimation de l’activité de la source d’étalonnage est nécessaire aux fins de sécurité
radiologique en général telles que la manipulation, les essais d’étanchéité, le blindage, le conditionnement
et le transport. Il s’agit d’une question générique qui concerne toutes les sources radioactives quel que
soit leur usage prévu et qui n’est pas donc pas traitée de manière spécifique dans la présente Norme
internationale.
Un système d’instruments de transfert de référence permet la traçabilité des sources d’étalonnage aux
étalons nationaux ou aux étalons internationaux.
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NORME INTERNATIONALE ISO 8769:2016(F)
Sources de référence — Étalonnage des contrôleurs de
contamination de surface — Émetteurs alpha, bêta et
photoniques
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les caractéristiques de sources de référence de contamination
de surface radioactive, traçables à des étalons nationaux de mesurage, permettant l’étalonnage
des contrôleurs de contamination de surface. La présente Norme internationale se rapporte aux
émetteurs alpha, aux émetteurs bêta et aux émetteurs de photons dont l’énergie photonique maximale
est inférieure ou égale à 1,5 MeV. Elle ne décrit pas les modes opératoires qu’implique l’utilisation de
ces sources de référence pour l’étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Ces modes
[8] [9]
opératoires sont spécifiés dans l’IEC 60325 , l’IEC 62363 , ainsi que dans d’autres documents.
NOTE Étant donné que certaines des sources photoniques proposées sont équipées de filtres, ces sources
doivent être considérées comme des sources de photons d’une gamme d’énergie particulière et non comme
241
des sources d’un radionucléide particulier. Par exemple, une source de Am munie du filtre recommandé
n’émet pas, de la surface, les particules alpha ou les photons X de basse énergie, L, associés à la désintégration
radioactive du radionucléide. Elle est conçue pour être une source émettant des photons ayant une énergie
moyenne d’environ 60 keV.
La présente Norme internationale spécifie également des rayonnements de référence préférés pour
l’étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Ces rayonnements de référence sont réalisés
sous la forme de sources de grande surface convenablement spécifiées et caractérisées, sans exception,
en termes de flux d’émission de surface traçables à des étalons nationaux.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. 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 12749-2, Énergie nucléaire, technologies nucléaires et protection radiologique — Vocabulaire —
Partie 2: Protection radiologique
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais
IEC 60050-395, Vocabulaire électrotechnique international — Partie 395: Instrumentation nucléaire:
Phénomènes physiques, notions fondamentales, instruments, systèmes, équipements et détecteurs
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 12749-2,
l’IEC 60050-395, ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
flux d’émission de surface
nombre de particules ou de photons d’une catégorie donnée qui dépassent une énergie
donnée émergeant de la face de la source ou de sa fenêtre, par unité de temps dans un environnement
exempt de masse
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ISO 8769:2016(F)
3.2
face
projection verticale de la surface active nominale sur la face frontale de la source
Note 1 à l’article: Voir Figure 1.
3
1
4
2
Légende
1 filtre
2 support
3 face
4 surface active nominale
Figure 1 — Dessin de la section transversale d’une source de calibration avec son filtre
3.3
épaisseur de couche à saturation
épaisseur du milieu qui est égale au parcours
maximal du rayonnement particulaire spécifié
3.4
rendement d’un instrument
rapport entre la lecture corrigée de l’instrument (coups par unité de temps après soustraction du bruit
de fond) et le flux d’émission de surface de la source (particules émises par unité de temps), dans des
conditions géométriques spécifiées par rapport à une source
Note 1 à l’article: Le rendement d’un instrument dépend de l’énergie du rayonnement émis par la source, de la
surface de la source et de la surface de la fenêtre d’entrée du détecteur.
3.5
auto-absorption
absorption d’un rayonnement qui se produit dans la matière même de la source
3.6
incertitude
sauf indication contraire, incertitude-type (k = 1)
Note 1 à l’article: Les incertitudes sont traitées conformément à l’ISO/IEC Guide 98-3 pour l’expression de
l’incertitude de mesure.
3.7
uniformité
indication du manque de variation de cette
propriété sur la surface
4 Traçabilité des sources de référence
Le plan suivant est proposé pour garantir que les étalons de travail utilisés dans le domaine de
l’étalonnage de routine des contrôleurs de contamination de surface se rapportent bien à des étalons
nationaux de mesurage, par le biais d’une chaîne de traçabilité clairement définie et faisant appel à des
sources de référence et à des instruments de transfert de référence.
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ISO 8769:2016(F)
Les sources de référence doivent être réparties en deux catégories:
— Catégorie 1: sources de référence qui ont été étalonnées directement en termes d’activité et de flux
d’émission de surface, par un institut national ou international de métrologie;
— Catégorie 2: sources de référence qui ont été étalonnées, en termes de flux d’émission de surface,
à l’aide d’un instrument de transfert de référence dont on a mesuré le rendement par étalonnage
avec une source de référence de Catégorie 1, comprenant le même radionucléide et de conception
d’ensemble identique utilisant la même géométrie, dans un laboratoire agréé conformément à
l’ISO 17025 pour de telles mesures.
Les instituts nationaux de métrologie doivent, à leur discrétion, disposer des moyens leur permettant
de certifier des sources de référence de Catégorie 1 d’un domaine spécifié de radionucléides. Pour les
[11]
pays signataires de l’Accord de Reconnaissance Mutuelle (ARM) , un certificat d’étalonnage établi
par un autre institut participant d’un deuxième pays est reconnu valable dans le premier pays pour les
[11]
grandeurs, les domaines et les incertitudes de mesure spécifiés à l’Annexe C de la Référence .
L’activité et le flux d’émission de surface des sources de référence de Catégorie 1 doivent être mesurés
soit à l’aide d’un compteur proportionnel à circulation de gaz sans fenêtre, soit à l’aide d’un instrument
ayant été étalonné en employant des sources mesurées par une méthode absolue. Les modes opératoires
d’étalonnage pour la détermination de l’activité sont abordés, par exemple, dans les Références
[12],[13],[14] et [15].
Les organismes qui doivent procéder à des essais de type et étalonner des instruments destinés à la
surveillance de la contamination radioactive de surface doivent avoir accès à des sources de référence
appropriées de Catégorie 1 ou 2. Le rôle des sources de travail est de vérifier l’étalonnage des contrôleurs
de contamination de surface sur place. Elles ne doivent pas être confondues avec les sources de contrôle
qui sont seulement conçues pour tester si un contrôleur est en état de fonctionnement.
Les organismes qui doivent fournir des sources types de travail pour la confirmation régulière de
l’étalonnage de leurs instruments de surveillance de la contamination de surface doivent avoir accès
à un instrument de transfert de référence permettant l’étalonnage de telles sources en termes de
flux d’émission de surface par rapport à une source de référence de Catégorie 1 ou 2. Si la source de
travail doit être utilisée dans un gabarit ou dans une position géométrique particulière, l’instrument de
transfert de référence sur lequel est mesuré le flux d’émission de surface doit avoir été étalonné à partir
d’une source de référence, dans des conditions opératoires et géométriques identiques. Par ailleurs, la
source de travail doit pouvoir être retirée du gabarit de façon à pouvoir la mesurer selon la pratique
courante. Lorsque seuls quelques contrôleurs de surface nécessitent un étalonnage ou lorsqu’une
grande exactitude est requise, il est possible d’utiliser des sources de référence de Catégorie 1 ou 2
comme sources de travail; dans ces cas, la fréquence de réétalonnage doit être la même que celle des
sources de travail. Les réglementations nationales peuvent exiger des étalonnages plus fréquents.
5 Spécification des sources de calibration
5.1 Généralités
Les sources de calibration de référence peuvent être réparties en deux groupes.
a) Les sources comprenant un support conducteur d’électricité sur lequel un radionucléide donné a
été déposé de manière permanente ou incorporé d’un seul côté. L’épaisseur du matériau support
doit être suffisante pour empêcher l’émission du rayonnement particulaire à travers le support par
le dos de la source.
b) Les sources comprenant une couche de matière à l’intérieur de laquelle le radionucléide est
uniformément réparti et dont l’épaisseur est au moins égale à l’épaisseur de la couche à saturation
associée au rayonnement particulaire. Pour les besoins de la présente Norme internationale,
l’activité de la source doit être consignée comme étant l’activité contenue dans une couche de
surface d’épaisseur égale à l’épaisseur la couche à saturation.
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ISO 8769:2016(F)
Les sources émettant des photons doivent comporter des filtres conformément au Tableau 1.
Pour mesurer directement le flux d’émission de surface, un seuil correspondant à une énergie minimale
doit être fixé. Pour le comptage bêta, ce seuil doit être fixé de manière à correspondre à une énergie
55
photonique de 590 eV (0,1 fois l’énergie de la raie X du Mn suivant la désintégration de Fe). Pour le
K
comptage alpha, il convient de fixer le seuil juste au-dessus du bruit électronique du système. Pour le
comptage des photons, le seuil doit être fixé de manière à comprendre le pic de photons et la totalité du
fond Compton.
Avec des émetteurs alpha et des émetteurs bêta de basse énergie, l’auto-absorption est loin d’être
négligeable. Cela conduit à une dégradation du spectre d’émission et peut affecter les mesurages
effectués à l’aide d’instruments de transfert à fenêtre.
Les sources de calibration de référence doivent être adaptées à l’usage prévu et il incombe au fabricant
de déterminer et de consigner les impuretés radioactives au niveau nécessaire pour garantir que
l’utilisation de la source n’est pas compromise par les émissions d’une impureté. Au minimum, toutes les
impuretés radioactives ayant une activité au moins égale à 1 % de l’activité du radionucléide principal
doivent être déterminées et consignées dans le rapport. Pour les sources pouvant contenir des impuretés
radioactives, il convient que les utilisateurs tiennent dûment compte du fait que le niveau relatif des
impuretés varie dans le temps et peut avoir un effet significatif sur le flux d’émission de la source.
Tableau 1 — Caractéristiques et filtres additionnels des sources émettrices de photons
Énergie photo-
nique moyenne
Période Matériau
Radionucléide Épaisseur du filtre
a
approximative b
en jours du filtre
en keV
55 3
5,9 Fe 1,00 × 10 aucun
0,05 mm
238 4
16 Pu 3,20 × 10 zirconium
–2
32,5 mg cm
0,3 mm
129 9
32 I 5,88 × 10 aluminium
–2
81 mg cm
acier inoxy- 0,25 mm
241 5
60 Am 1,58 × 10
–2
dable 200 mg cm
acier inoxy- 0,25 mm
57
124 Co 272
–2
dable 200 mg cm
acier inoxy- 1 mm
137 4
660 Cs 1,10 × 10
–2
dable 800 mg cm
0,3 mm
60 3
1 250 Co 1,93 × 10 aluminium
–2
81 mg cm
NOTE 1 Il s’agit ici de sources de photons appartenant à une gamme d’énergie particulière et non de sources d’un
radionucléide particulier.
60
NOTE 2 Dans la plupart des cas, Co émet deux photons coïncidents avec une corrélation angulaire entre eux. Il est
nécessaire de faire très attention lors du transfert de l’étalonnage à d’autres énergies ou nucléides.
a
L’énergie photonique moyenne approximative est égale à (∑n × E )/∑n où ni est le nombre de photons émis par la
i i i
source possédant une énergie Ei.
b
Pour la présente Norme internationale, l’acier inoxydable est celui qui a la composition chimique suivante: 72 % Fe,
18 % Cr, 10 % Ni.
5.2 Sources de référence de Catégorie 1
5.2.1 Exigences générales
Pour se conformer aux exigences spécifiées dans la présente Norme internationale, les sources
de référence de Catégorie 1 doivent être des sources planes composées d’un support en matériau
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conducteur d’électricité sur lequel la matière radioactive est déposée ou incorporée sur une face afin de
réduire au minimum l’auto-absorption de la source et de maintenir la conductivité électrique de toute
4 2
la surface active. La surface active doit être au moins égale à 10 mm . Les dimensions recommandées
sont de 100 mm × 100 mm, 100 mm × 150 mm, et 150 mm × 200 mm.
Une source de référence de Catégorie 1 est censée être aussi proche que possible d’une source « mince »
idéale (voir l’IEC 60325) par rapport à l’activité elle-même. Il est toutefois reconnu qu’avec des émetteurs
alpha et des émetteurs bêta de basse énergie, l’auto-absorption est loin d’être négligeable. Le maintien
de la conductivité électrique est nécessaire au bon fonctionnement des compteurs proportionnels sans
fenêtre. Il convient que l’épaisseur du matériau support permette de réduire au minimum la contribution
du rayonnement rétrodiffusé, aussi bien particulaire que photonique. Le matériau support recommandé
est l’aluminium d’une épaisseur de 3 mm (cette épaisseur est suffisante pour supprimer l’émission
106 106
de particules à travers le support par le dos de la source, à l’exception des sources Ru/ Rh pour
lesquelles il sera nécessaire d’augmenter l’épaisseur à 4,6 mm). L’épaisseur du matériau support ne doit
pas s’écarter de plus ± 10 % de la valeur indiquée dans le certificat. Il convient que le matériau support
soit d’une surface supérieure à la surface active de sorte que le phénomène de rétrodiffusion soit
uniforme sur la totalité de la surface active. Il est recommandé de choisir la surface de matériau support
de sorte que sa surface totale dépasse d’au moins 10 mm la périphérie de la surface active de la source.
Une source émettrice de photons doit inclure la filtration spécifiée dans le Tableau 1. Il convient
normalement que le filtre fasse partie intégrante de la source et qu’il ne puisse pas être démonté. Leur
rôle est décrit dans l’Annexe A. Il convient de choisir la surface du filtre de sorte qu’elle dépasse d’au
moins 10 mm la surface active de la source. L’épaisseur du filtre ne doit pas s’écarter de plus de ± 10 %
de la valeur spécifiée dans le Tableau 1.
Les sources doivent être accompagnées d’un certificat d’étalonnage fournissant les informations
suivantes:
a) radionucléides;
[20]
NOTE Les valeurs des périodes sont les valeurs à jour fournies dans la Référence .
b) numéro d’identification de la source;
c) flux d’émission de surface et incertitude associée;
d) activité et incertitude associée;
e) date de référence [elle doit être identique à celle indiquée en c) et d)];
f) surface active: emplacement et dimensions;
g) nature, épaisseur, masse volumique et dimensions du substrat;
h) nature, épaisseur, masse volumique et dimensions du filtre (le cas échéant);
i) uniformité et incertitude (tableau des flux d’émission relatifs de toutes les sous-parties individuelles
indiquant la relation entre la position et le flux d’émission);
j) catégorie de la source.
Les fabricants sont libres de donner d’autres informations intéressantes pour l’utilisateur, telles que
la profondeur de la couche active. Les marquages apposés sur la source elle-même doivent indiquer le
radionucléide et le numéro d’identification de la source.
5.2.2 Activité et flux d’émission de surface
Il convient que l’activité d’une source de référence de Catégorie 1 de dimensions recommandées soit
–1 –1
telle qu’elle induise un flux d’émission de surface d’environ 2 000 s à 10 000 s afin d’obtenir le
meilleur compromis entre le bruit de fond, l’incertitude statistique et l’erreur de temps mort. L’activité
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doit être déclarée avec une incertitude relative ne dépassant pas 10 %. Le flux d’émission de surface doit
être mesuré par l’institut national de métrologie, avec une incertitude relative qui ne doit pas dépas
...
Questions, Comments and Discussion
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