ISO 19581:2017
(Main)Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides — Rapid screening method using scintillation detector gamma-ray spectrometry
Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides — Rapid screening method using scintillation detector gamma-ray spectrometry
ISO 19581 specifies a screening test method to quantify rapidly the activity concentration of gamma-emitting radionuclides, such as 131I, 132Te, 134Cs and 137Cs, in solid or liquid test samples using gamma-ray spectrometry with lower resolution scintillation detectors as compared with the HPGe detectors (see IEC 61563). This test method can be used for the measurement of any potentially contaminated environmental matrices (including soil), food and feed samples as well as industrial materials or products that have been properly conditioned. Sample preparation techniques used in the screening method are not specified in ISO 19581, since special sample preparation techniques other than simple machining (cutting, grinding, etc.) should not be required. Although the sampling procedure is of utmost importance in the case of the measurement of radioactivity in samples, it is out of scope of ISO 19581; other international standards for sampling procedures that can be used in combination with ISO 19581 are available (see References [1],[2],[3],[4],[5],[6]). The test method applies to the measurement of gamma-emitting radionuclides such as 131I, 134Cs and 137Cs. Using sample sizes of 0,5 l to 1,0 l in a Marinelli beaker and a counting time of 5 min to 20 min, decision threshold of 10 Bq·kg−1 can be achievable using a commercially available scintillation spectrometer [e.g. thallium activated sodium iodine (NaI(Tl)) spectrometer 2" ϕ × 2" detector size, 7 % resolution (FWHM) at 662 keV, 30 mm lead shield thickness]. This test method also can be performed in a "makeshift" laboratory or even outside a testing laboratory on samples directly measured in the field where they were collected. During a nuclear or radiological emergency, this test method enables a rapid measurement of the sample activity concentration of potentially contaminated samples to check against operational intervention levels (OILs) set up by decision makers that would trigger a predetermined emergency response to reduce existing radiation risks[12]. Due to the uncertainty associated with the results obtained with this test method, test samples requiring more accurate test results can be measured using high-purity germanium (HPGe) detectors gamma-ray spectrometry in a testing laboratory, following appropriate preparation of the test samples[7][8]. ISO 19581 does not contain criteria to establish the activity concentration of OILs.
Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs gamma — Méthode d'essai de dépistage par spectrométrie gamma utilisant des détecteurs par scintillation
Le présent document spécifie une méthode d'essai de présélection pour quantifier rapidement l'activité volumique des radionucléides émetteurs gamma tels que l'131I, le 132Te, le 134Cs et le 137Cs, dans des échantillons pour essai solides ou liquides par spectrométrie gamma à l'aide de détecteurs à scintillation de résolution inférieure à celle des détecteurs HPGe (voir l'IEC 61563). Cette méthode d'essai peut être utilisée pour mesurer les matrices environnementales potentiellement contaminées (y compris le sol), les échantillons d'aliment ainsi que les matériaux ou produits industriels adéquatement conditionnés. Les techniques de préparation des échantillons utilisées dans la méthode de présélection ne sont pas spécifiées dans le présent document car, hormis un simple traitement (découpage, broyage, etc.), aucune technique spéciale de préparation des échantillons n'est requise. Même si le mode opératoire d'échantillonnage est capital dans le cas du mesurage de la radioactivité dans les échantillons, il ne fait pas partie du domaine d'application du présent document; d'autres normes internationales relatives aux modes opératoires d'échantillonnage utilisables avec le présent document sont disponibles (voir les Références [1],[2],[3],[4],[5],[6]). La méthode d'essai s'applique au mesurage des radionucléides émetteurs gamma tels que l'131I, le 134Cs et le 137Cs. En utilisant des volumes d'échantillon de 0,5 l à 1,0 l dans un bécher Marinelli et une durée de comptage de 5 min à 20 min, un seuil de décision de 10 Bq kg−1 peut être obtenu à l'aide d'un spectromètre à scintillations disponible dans le commerce [par exemple spectromètre équipé d'un cristal d'iodure de sodium activé au thallium (NaI(Tl)) ayant un détecteur d'une dimension de 2" ϕ × 2", d'une résolution de 7 % (FWHM) à 662 keV, d'une épaisseur de plomb de 30 mm]. Cette méthode d'essai peut également être effectuée dans un laboratoire «improvisé» voire à l'extérieur d'un laboratoire d'essai sur des échantillons directement mesurés sur leur lieu de prélèvement. Dans une situation d'urgence nucléaire ou radiologique, cette méthode d'essai permet de mesurer rapidement l'activité volumique d'échantillons potentiellement contaminés pour la comparer aux niveaux opérationnels d'intervention (NOI) définis par les responsables et qui devraient provoquer une intervention d'urgence prédéterminée pour réduire les risques liés aux rayonnements existants[12]. En raison de l'incertitude associée aux résultats obtenus avec cette méthode d'essai, les échantillons pour essai nécessitant des résultats d'essai plus précis peuvent être mesurés par spectrométrie gamma à détecteurs en germanium à haute pureté (HPGe) dans un laboratoire d'essai, après une préparation appropriée des échantillons pour essai[7][8]. Le présent document ne comprend aucun critère permettant d'établir l'activité volumique des NOI.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19581
First edition
2017-10
Measurement of radioactivity —
Gamma emitting radionuclides
— Rapid screening method using
scintillation detector gamma-ray
spectrometry
Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs gamma —
Méthode d'essai de dépistage par spectrométrie gamma utilisant des
détecteurs par scintillation
Reference number
©
ISO 2017
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols and units . 3
5 Principle . 4
6 Apparatus . 6
7 Sample container . 7
8 Procedure. 7
8.1 Packaging of samples for measuring purposes . 7
8.2 Calibration . 8
8.2.1 General. 8
8.2.2 Reference source . 8
8.2.3 Check source . 8
8.2.4 Energy calibration . 8
8.2.5 Detection efficiency calibration . 9
8.3 Validation of the screening level .11
8.4 Screening procedure .11
8.4.1 Total spectrum counting / Single channel analyser counting .11
8.4.2 Multichannel analyser counting .12
8.4.3 Effect of sample density .13
9 Test report .13
Annex A (informative) Example of application of ISO 19581 for radio-caesium screening .15
Bibliography .18
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 World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical committee ISO/TC 85, Nuclear Energy, nuclear technologies,
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
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Introduction
Everyone is exposed to natural radiation. The natural sources of radiation are cosmic rays and
naturally occurring radioactive substances which exist in the earth and within the human body. Human
activities involving the use of radiation and radioactive substances add to the radiation exposure
from this natural exposure. Some of those activities, such as the mining and use of ores containing
naturally-occurring radioactive materials (NORM) and the production of energy by burning coal that
contains such substances, simply enhance the exposure from natural radiation sources. Nuclear power
plants and other nuclear installations use radioactive materials and produce radioactive effluent and
waste during operation and on their decommissioning. The use of radioactive materials in industry,
agriculture and research is expanding around the globe.
All these human activities give rise to radiation exposures that are only a small fraction of the global
average level of natural exposure. The medical use of radiation is the largest and a growing man-made
source of radiation exposure in developed countries. It includes diagnostic radiology, radiotherapy,
nuclear medicine and interventional radiology.
Radiation exposure also occurs as a result of occupational activities. It is incurred by workers in
industry, medicine and research using radiation or radioactive substances, as well as by passengers
and crew during air travel and for astronauts. The average level of occupational exposures is generally
[11]
below the global average level of natural radiation exposure .
As uses of radiation increase, so do the potential health risk and the public's concerns. Thus, all these
exposures are regularly assessed in order to
a) improve the understanding of global levels and temporal trends of public and worker exposure
b) to evaluate the components of exposure so as to provide a measure of their relative importance, and
c) to identify emerging issues that may warrant more attention and study.
While doses to workers are mostly directly measured, doses to the public are usually assessed by
indirect methods using radioactivity measurements results performed on various sources: waste,
effluent and/or environmental samples.
To ensure that the data obtained from radioactivity monitoring programs support their intended use, it
is essential that the stakeholders (for example, nuclear site operators, regulatory and local authorities)
agree on appropriate methods and procedures for obtaining representative samples and then
handling, storing, preparing and measuring the test samples. A assessment of the overall measurement
uncertainty needs also to be carried out systematically. As reliable, comparable and ‘fit for purpose’
data are an essential requirement for any public health decision based on radioactivity measurements,
international standards of tested and validated radionuclide test methods are an important tool for
the production of such measurement results. The application of standards serves also to guarantee
comparability over time of the test results and between different testing laboratories. Laboratories
apply them to demonstrate their technical qualifications and to successfully complete proficiency
tests during interlaboratory comparison, two prerequisites for obtaining national accreditation.
Today, over a hundred international standards, prepared by Technical Committees of the International
Standardization Organization, including those produced by ISO/TC85, and the International
Electrotechnical Commission (IEC), are available for application by testing laboratories to measure the
main radionuclides.
Generic standards help testing laboratories to manage the measurement process by setting out the
general requirements and methods to calibrate and validate techniques. These standards underpin
specific standards which describe the test methods to be performed by staff, for example, for different
types of sample. The specific standards cover test methods for:
40 3 14
— Naturally-occurring radionuclides (including K, H, C and those originating from the thorium
226 228 234 238 210
and uranium decay series, in particular Ra, Ra, U, U, Pb) which can be found in
materials from natural sources or can be released from technological processes involving naturally
occurring radioactive materials (e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate
fertilizer production and use);
— Human-made radionuclides, such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium,
3 14 90
and curium), H, C, Sr and gamma emitting radionuclides found in waste, liquid and gaseous
effluent, in environmental matrices (water, air, soil, biota) and food and feed as a result of authorized
releases into the environment and of fallout resulting from the explosion in the atmosphere of
nuclear devices and accidents, such as those that occurred in Chernobyl and Fukushima.
Environmental materials, including foodstuffs, thus may contain radionuclides at activity
concentrations which could present a risk to human health. In order to assess the potential human
exposure to radioactivity and to provide guidance on reducing health risks by taking measures to
decrease radionuclide activity concentrations, the environment and foodstuffs are routinely monitored
for radioactivity content as recommended by the World Health Organization (WHO). Gamma-emitting
radionuclides are usually quantified in environmental and food samples by gamma-ray spectrometry
using High Purity Germanium (HPGe) gamma-ray spectrometry. Following a nuclear accident, a
screening approach based on rapid test methods is recommended to help the decision makers to decide
whether activity concentrations in environmental samples, feed and food samples are above or below
[12]
operational intervention levels (OILs) that are specifically set up to manage nuclear and radiological
emergency. During nuclear emergency response, these default radionuclide specific OILs for food, milk
and water concentrations from laboratory analysis would be used to measure the effectiveness of
[12][13]
protective actions and contribute to determining any further actions required .
In 1989, following the Chernobyl accident, the first version of the Codex Guideline Levels (GLs) for
Radionuclides in Foods Contaminated Following a Nuclear or Radiological Emergency (in the following
referred to as “Code
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 19581
Première édition
2017-10
Mesurage de la radioactivité —
Radionucléides émetteurs gamma
— Méthode d'essai de dépistage par
spectrométrie gamma utilisant des
détecteurs par scintillation
Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides
— Rapid screening method using scintillation detector gamma-ray
spectrometry
Numéro de référence
©
ISO 2017
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2017 – 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 Symboles et unités . 3
5 Principe . 4
6 Appareillage . 6
7 Récipient à échantillon . 7
8 Mode opératoire. 8
8.1 Emballage des échantillons pour le mesurage . 8
8.2 Étalonnage . 8
8.2.1 Généralités . 8
8.2.2 Source de référence . 8
8.2.3 Source de contrôle . 8
8.2.4 Étalonnage en énergie . 9
8.2.5 Étalonnage du rendement de détection .10
8.3 Validation du niveau de présélection .11
8.4 Mode opératoire de présélection .12
8.4.1 Comptage du spectre total/par analyseur monocanal .12
8.4.2 Comptage par analyseur multicanaux .13
8.4.3 Effet de la masse volumique de l’échantillon .13
9 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Exemple d’application de l’ISO 19581 pour la présélection du
radiocésium .16
Bibliographie .19
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/patents).
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 autre 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/foreword .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
Introduction
Tout individu est exposé à des rayonnements naturels. Les sources naturelles de rayonnement sont les
rayons cosmiques et les substances radioactives naturelles présentes dans la terre et à l’intérieur du
corps humain. Les activités anthropiques impliquant l’utilisation de rayonnements et de substances
radioactives s’ajoutent à l’exposition aux rayonnements découlant de cette exposition naturelle.
Certaines de ces activités, dont l’exploitation minière et l’utilisation de minerais contenant des matières
radioactives naturelles (MRN) ainsi que la production d’énergie par combustion du charbon contenant
ces substances, augmentent simplement l’exposition des sources naturelles de rayonnement. Les
centrales nucléaires et autres installations nucléaires utilisent des matières radioactives et produisent
des effluents et des déchets radioactifs au moment de leur fonctionnement et de leur déclassement.
L’utilisation de matières radioactives dans les domaines de l’industrie, de l’agriculture et de la recherche
connaît un essor mondial.
Toutes ces activités anthropiques provoquent des expositions aux rayonnements qui ne représentent
qu’une petite fraction du niveau moyen d’exposition naturelle dans le monde. Dans les pays développés,
l’utilisation de rayonnements à des fins médicales est la source artificielle d’exposition aux rayonnements
la plus importante et croissante. Elle comprend la radiologie diagnostique, la radiothérapie, la médecine
nucléaire et la radiologie interventionnelle.
L’exposition aux rayonnements découle également d’activités professionnelles. Elle est subie par les
employés des secteurs de l’industrie, de la médecine et de la recherche qui utilisent des rayonnements
ou des substances radioactives, ainsi que par les passagers et le personnel navigant pendant les voyages
aériens et par les astronautes. Le niveau moyen des expositions professionnelles est généralement
[11]
inférieur au niveau moyen mondial des expositions naturelles aux rayonnements .
Du fait de l’utilisation croissante des rayonnements, le risque potentiel pour la santé et les
préoccupations du public augmentent. Ainsi, toutes ces expositions sont régulièrement évaluées pour:
a) mieux connaître les niveaux mondiaux et les tendances temporelles de l’exposition du public et des
travailleurs,
b) évaluer les composantes de l’exposition afin de mesurer leur importance relative, et
c) identifier les nouveaux enjeux susceptibles de mériter plus d’attention et de vigilance.
Alors que les doses reçues par les travailleurs sont pour la plupart mesurées directement, celles reçues
par le public sont généralement évaluées par des méthodes indirectes utilisant des mesures de la
radioactivité obtenues sur différentes sources: déchets, effluents et/ou échantillons d’environnement.
Pour s’assurer que les données obtenues dans le cadre des programmes de contrôle de la radioactivité
permettent leur utilisation prévue, il est essentiel que les parties prenantes (par exemple opérateurs de
sites nucléaires, organismes réglementaires et autorités locales) se mettent d’accord sur les méthodes
et les modes opératoires appropriés pour obtenir des échantillons représentatifs puis pour manipuler,
stocker, préparer et mesurer les échantillons pour essai. Une évaluation de l’incertitude de mesure
globale doit également être effectuée systématiquement. Il est essentiel de disposer de données fiables,
comparables et adaptées pour prendre une décision de santé publique fondée sur des mesures de la
radioactivité. Les normes internationales et les méthodes d’essai des radionucléides validées sont donc
un outil important pour produire de tels résultats de mesure. L’application de normes sert également
à garantir la comparabilité dans le temps des résultats d’essai et entre différents laboratoires d’essai
qui peuvent appliquer ces normes pour démontrer leurs compétences techniques et réaliser des essais
d’aptitude lors de comparaisons interlaboratoires, deux préalables à l’obtention de l’accréditation
nationale. Aujourd’hui, plus d’une centaine de normes internationales, élaborées par les comités
techniques de l’Organisation internationale de normalisation, y compris celles préparées par l’ISO/
TC 85, et par la Commission électrotechnique internationale (IEC), sont disponibles afin d’être
appliquées par les laboratoires d’essai pour mesurer les principaux radionucléides.
Les normes génériques aident les laboratoires d’essai à maîtriser leur processus de mesure en
définissant les exigences générales et des méthodes d’étalonnage et de validation des techniques.
Ces normes étayent les normes spécifiques qui décrivent les méthodes d’essai que le personnel doit
effectuer, par exemple, pour différents types d’échantillon. Les normes spécifiques s’appliquent aux
méthodes d’essai pour:
40 3 14
— les radionucléides naturels (notamment K, H, C et ceux issus de la chaîne de désintégration
226 228 234 238 210
du thorium et de l'uranium, en particulier l Ra, Ra, U, U, Pb), qui peuvent être
présents dans n’importe quelle matière d’origine naturelle ou qui peuvent être produits par des
processus technologiques impliquant des matières radioactives naturelles (par exemple extraction
et traitement des sables minéraux ou production et utilisation d'engrais phosphaté);
— les radionucléides artificiels, notamment les éléments transuraniens (américium, plutonium,
3 14 90
neptunium, curium), H, C, Sr et les radionucléides émetteurs gamma présents dans les déchets,
les effluents liquides et gazeux et les matrices environnementales (eau, air, sol, biote) et les aliments
en raison de rejets autorisés dans l’environnement et de retombées résultant de l’explosion dans
l’atmosphère de dispositifs nucléaires et d’accidents tels que survenus à Tchernobyl et Fukushima.
Les matériaux environnementaux, y compris les aliments, peuvent donc contenir des radionucléides
à d
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.