ISO 18589-3:2023
(Main)Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 3: Test method of gamma-emitting radionuclides using gamma-ray spectrometry
Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 3: Test method of gamma-emitting radionuclides using gamma-ray spectrometry
This document specifies the identification and the measurement of the activity in soils of a large number of gamma-emitting radionuclides using gamma spectrometry. This non-destructive method, applicable to large-volume samples (up to about 3 l), covers the determination in a single measurement of all the γ-emitters present for which the photon energy is between 5 keV and 3 MeV. Generic test method and fundamentals using gamma-ray spectrometry are described in ISO 20042. This document can be applied by test laboratories performing routine radioactivity measurements as a majority of gamma-emitting radionuclides is characterized by gamma-ray emission between 40 keV and 2 MeV. The method can be implemented using a germanium or other type of detector with a resolution better than 5 keV. This document addresses methods and practices for determining gamma-emitting radionuclides activity present in soil, including rock from bedrock and ore, construction materials and products, pottery, etc. This includes such soils and material containing naturally occurring radioactive material (NORM) or those from technological processes involving Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials (TENORM) (e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate fertilizer production and use) as well as of sludge and sediment. This determination of gamma-emitting radionuclides activity is typically performed for the purpose of radiation protection. It is suitable for the surveillance of the environment and the inspection of a site and allows, in case of accidents, a quick evaluation of gamma activity of soil samples. This might concern soils from gardens, farmland, urban or industrial sites that can contain building materials rubble, as well as soil not affected by human activities. When the radioactivity characterization of the unsieved material above 200 μm or 250 μm, made of petrographic nature or of anthropogenic origin such as building materials rubble, is required, this material can be crushed in order to obtain a homogeneous sample for testing as described in ISO 18589‑2.
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 3: Méthode d'essai des radionucléides émetteurs gamma par spectrométrie gamma
Le présent document spécifie l’identification et le mesurage de l’activité d’un grand nombre de radionucléides émetteurs gamma, dans des sols, par spectrométrie gamma. Cette méthode non destructive applicable à des échantillons de grand volume (jusqu’à 3 l) permet de déterminer, par un seul mesurage, tous les émetteurs γ présents dont l’énergie des photons est comprise entre 5 keV et 3 MeV. La méthode d’essai générique et les principes fondamentaux d’utilisation de la spectrométrie gamma sont décrits dans l’ISO 20042. Le présent document peut être utilisé par les laboratoires d’essai réalisant des mesures de radioactivité en routine, car la majorité des radionucléides émetteurs gamma est caractérisée par des raies d’émission gamma entre 40 keV et 2 MeV. Cette méthode peut être mise en œuvre en utilisant un germanium ou un autre type de détecteur d’une résolution inférieure à 5 keV. Le présent document a pour objet les méthodes et les pratiques de détermination de l’activité des radionucléides émetteurs gamma présents dans les sols, notamment dans les roches provenant du socle rocheux et de minerai, les matériaux et les produits de construction, les poteries, etc. Ces sols et matériaux contiennent des matières radioactives naturelles (MRN), ou sont le résultats de procédés technologiques mettant en œuvre des matières radioactives naturelles améliorées technologiquement (MRNAT), telles que l’exploitation minière et le traitement des sables minéraux, la production et l’utilisation d’engrais phosphatés, ainsi que les boues et les sédiments. Utilisée en général dans un but de radioprotection, cette méthode de détermination de l’activité des radionucléides émetteurs gamma est parfaitement adaptée à la surveillance de l’environnement et à l’inspection d’un site et permet, en cas d’accident, une évaluation rapide du niveau de radioactivité gamma. Elle peut concerner les sols de jardins ou des terres agricoles, les sols de sites urbains ou industriels pouvant contenir des débris de matériaux de construction, ainsi que les sols qui n’ont pas été modifiés par des activités humaines. Lorsque la caractérisation radiologique d’un matériau non tamisé supérieur à 200 μm ou à 250 μm, de nature pétrographique ou d’origine anthropogénique, tels que des débris de matériaux de construction, est nécessaire, ce matériau peut être broyé afin d’obtenir un échantillon homogène pour les essais décrits dans l’ISO 18589‑2.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18589-3
Third edition
2023-07
Measurement of radioactivity in the
environment — Soil —
Part 3:
Test method of gamma-emitting
radionuclides using gamma-ray
spectrometry
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 3: Méthode d'essai des radionucléides émetteurs gamma par
spectrométrie gamma
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© ISO 2023
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols . 2
4 Principle . 3
5 Reference sources . 4
5.1 Source(s) for energy calibration . 4
5.2 Reference source(s) for efficiency calibration . 4
5.2.1 General . 4
5.2.2 Reference sources for laboratory gamma spectrometry systems . 4
5.2.3 Reference sources used with numerical methods . 5
6 Gamma spectrometry equipment.5
6.1 General description . 5
6.2 Detector types. 5
6.3 High voltage power supply . 6
6.4 Preamplifier . 6
6.5 Cryostat or electric cooler . 6
6.6 Shielding . 6
6.7 Analogue or digital acquisition electronics . 6
6.7.1 General . 6
6.7.2 Analogue electronic . 7
6.7.3 Digital electronic DSP . 7
6.8 Computer, including peripherical devices and software . 7
7 Nuclear decay data . 8
8 Sample container .8
9 Procedure .8
9.1 Packaging of samples for measuring purposes . 8
9.2 Laboratory background level . 9
9.3 Calibration . 9
9.3.1 Energy calibration. 9
9.3.2 Efficiency calibration . 10
9.4 Correction required for the measurements of natural radionuclides . 11
9.5 Quality control .12
10 Expression of results .12
10.1 Calculation of the activity per unit of mass .12
10.1.1 General .12
10.1.2 Dead time and pile up corrections (see ISO 20042) .12
10.1.3 Decay corrections .13
10.1.4 Self-absorption correction . 13
10.1.5 True coincidence summing . 14
10.2 Standard uncertainty . 15
10.3 Decision threshold . 16
10.4 Detection limit . 16
10.5 Limits of the coverage intervals . 17
10.5.1 Limits of the probabilistically symmetric coverage interval . 17
10.5.2 The shortest coverage interval . 17
10.6 Corrections for contributions from other radionuclides and background . 17
iii
10.6.1 General . 17
10.6.2 Contribution from other radionuclides . 18
10.6.3 Contribution from background . 19
11 Test report .19
Annex A (informative) Analysis of natural radionuclides in soil samples using gamma
spectrometry .21
[21][22]
Annex B (informative) Self-attenuation correction .27
Annex C (informative) True coincidence summing .30
Annex D (informative) Calculation of the activity per unit mass from a gamma spectrum
using a linear background subtraction .32
Bibliography .34
iv
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
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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 Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies,
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This third edition ca
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18589-3
Troisième édition
2023-07
Mesurage de la radioactivité dans
l'environnement — Sol —
Partie 3:
Méthode d'essai des radionucléides
émetteurs gamma par spectrométrie
gamma
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 3: Test method of gamma-emitting radionuclides using gamma-
ray spectrometry
Numéro de référence
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Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions et symboles . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles . 2
4 Principe. 3
5 Sources de référence. 4
5.1 Source(s) utilisée(s) pour l’étalonnage en énergie . 4
5.2 Source(s) de référence pour l’étalonnage en rendement . 4
5.2.1 Généralités . 4
5.2.2 Sources de référence pour les chaînes de spectrométrie gamma de
laboratoire . 4
5.2.3 Sources de référence utilisées avec des méthodes numériques . 5
6 Équipement de spectrométrie gamma . 5
6.1 Description générale . 5
6.2 Types de détecteurs . 6
6.3 Alimentation haute tension . 6
6.4 Préamplificateur . 6
6.5 Cryostat ou refroidisseur électrique . 6
6.6 Blindage . 6
6.7 Électronique d’acquisition analogique ou numérique . 7
6.7.1 Généralités . 7
6.7.2 Électronique analogique. 7
6.7.3 Système électronique numérique de traitement des signaux (DSP) . 7
6.8 Ordinateur avec logiciels et matériels périphériques associés . 8
7 Données relatives à la décroissance nucléaire . 8
8 Conteneur d’échantillon . 9
9 Mode opératoire . 9
9.1 Conditionnement des échantillons pour les besoins du mesurage . 9
9.2 Niveau de bruit de fond du laboratoire . 10
9.3 Étalonnage . 10
9.3.1 Étalonnage en énergie . 10
9.3.2 Étalonnage en rendement . . 11
9.4 Corrections requises pour les mesurages des radionucléides naturels .12
9.5 Contrôle de la qualité . 13
10 Expression des résultats .13
10.1 Calcul de l’activité massique .13
10.1.1 Généralités .13
10.1.2 Corrections du temps mort et des empilements (voir l’ISO 20042) .13
10.1.3 Corrections de décroissance . 14
10.1.4 Correction de l’effet d’auto-absorption . 14
10.1.5 Sommation des coïncidences vraies . 15
10.2 Incertitude-type . 17
10.3 Seuil de décision . 17
10.4 Limite de détection . 18
10.5 Limites de l’intervalle élargi . 18
10.5.1 Limites de l’intervalle élargi probabilistiquement symétrique . 18
10.5.2 Intervalle élargi le plus court . 18
iii
10.6 Corrections relatives aux contributions d’autres radionucléides et du bruit de fond . 19
10.6.1 Généralités . 19
10.6.2 Contribution des autres radionucléides . 19
10.6.3 Contribution du bruit de fond . 20
11 Rapport d’essai .21
Annexe A (informative) Analyse par spectrométrie gamma de radionucléides naturels
présents dans des échantillons de sol .22
[21][22]
Annexe B (informative) Correction de l’auto-atténuation .28
Annexe C (informative) Sommation des coïncidences vraies .31
Annexe D (informative) Calcul de l’activité massique à partir d’un spectre de rayonnement
gamma par soustraction d’un bruit de fond linéaire .33
Bibliographie .35
iv
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et
à l’applicabilité de tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n'avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l'adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié tout ou partie de tels droits de brevet.
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 www.iso.org/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 troisième édition annule et r
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.