ISO 4037-3:2019
(Main)Radiological protection — X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 3: Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence
Radiological protection — X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 3: Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence
This document specifies additional procedures and data for the calibration of dosemeters and doserate meters used for individual and area monitoring in radiation protection. The general procedure for the calibration and the determination of the response of radiation protection dose(rate)meters is described in ISO 29661 and is followed as far as possible. For this purpose, the photon reference radiation fields with mean energies between 8 keV and 9 MeV, as specified in ISO 4037-1, are used. In Annex D some additional information on reference conditions, required standard test conditions and effects associated with electron ranges are given. For individual monitoring, both whole body and extremity dosemeters are covered and for area monitoring, both portable and installed dose(rate)meters are covered. Charged particle equilibrium is needed for the reference fields although this is not always established in the workplace fields for which the dosemeter should be calibrated. This is especially true at photon energies without inherent charged particle equilibrium at the reference depth d, which depends on the actual combination of energy and reference depth d. Electrons of energies above 65 keV, 0,75 MeV and 2,1 MeV can just penetrate 0,07 mm, 3 mm and 10 mm of ICRU tissue, respectively, and the radiation qualities with photon energies above these values are considered as radiation qualities without inherent charged particle equilibrium for the quantities defined at these depths. This document also deals with the determination of the response as a function of photon energy and angle of radiation incidence. Such measurements can represent part of a type test in the course of which the effect of further influence quantities on the response is examined. This document is only applicable for air kerma rates above 1 µGy/h. This document does not cover the in-situ calibration of fixed installed area dosemeters. The procedures to be followed for the different types of dosemeters are described. Recommendations are given on the phantom to be used and on the conversion coefficients to be applied. Recommended conversion coefficients are only given for matched reference radiation fields, which are specified in ISO 4037-1:2019, Clauses 4 to 6. ISO 4037‑1:2019, Annexes A and B, both informative, include fluorescent radiations, the gamma radiation of the radionuclide 241Am, S-Am, for which detailed published information is not available. ISO 4037-1:2019, Annex C, gives additional X radiation fields, which are specified by the quality index. For all these radiation qualities, conversion coefficients are given in Annexes A to C, but only as a rough estimate as the overall uncertainty of these conversion coefficients in practical reference radiation fields is not known. NOTE The term dosemeter is used as a generic term denoting any dose or doserate meter for individual or area monitoring.
Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres et pour la détermination de leur réponse en fonction de l'énergie des photons — Partie 3: Étalonnage des dosimètres de zone et individuels et mesurage de leur réponse en fonction de l'énergie et de l'angle d'incidence
Le présent document spécifie des procédures supplémentaires et des données pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres utilisés pour les surveillances individuelles et de zone en radioprotection. La procédure générale pour l'étalonnage et la détermination de la réponse des dosimètres ou des débitmètres de radioprotection est décrite dans l'ISO 29661 et suivie autant que possible. À cet effet, les champs de rayonnement de référence pour les photons d'énergies moyennes comprises entre 8 keV et 9 MeV, tels que spécifiés dans l'ISO 4037‑1, sont utilisés. L'Annexe D fournit certaines informations supplémentaires relatives aux conditions de référence, aux conditions normales d'essai requises et aux effets associés aux parcours des électrons. Pour la surveillance individuelle, les dosimètres «corps entier» et d'extrémités sont concernés, tandis que pour la surveillance de zone, les dosimètres et les débitmètres portables et à poste fixe sont considérés. Des conditions d'équilibre électronique sont nécessaires pour les champs de référence, bien que celles-ci ne soient pas toujours établies au poste de travail pour lequel il convient que le dosimètre soit étalonné. Ceci est, en particulier, vrai à des énergies de photons sans condition d'équilibre électronique inhérente à la profondeur de référence d, qui dépend de la combinaison réelle de l'énergie et de la profondeur de référence d. Les électrons d'énergies supérieures à 65 keV, 0,75 MeV et 2,1 MeV peuvent seulement pénétrer respectivement 0,07 mm, 3 mm et 10 mm de tissu de l'ICRU, et les qualités de rayonnement avec des énergies de photons supérieures à ces valeurs sont considérées comme des qualités de rayonnement sans condition d'équilibre électronique inhérente pour les qualités définies à ces profondeurs. Le présent document traite également de la détermination de la réponse en fonction de l'énergie des photons et de l'angle d'incidence du rayonnement. De tels mesurages peuvent représenter une partie d'un essai de type au cours duquel l'effet d'autres grandeurs d'influence sur la réponse est examiné. Le présent document est applicable uniquement pour des débits de kerma dans l'air supérieurs à 1 µGy/h. Le présent document ne traite pas de l'étalonnage in situ de dosimètres de zone à poste fixe. Les procédures à suivre pour les différents types de dosimètres sont décrites. Des recommandations sont données concernant le fantôme à utiliser et les coefficients de conversion à appliquer. Les coefficients de conversion recommandés sont donnés uniquement pour les champs de rayonnement de référence adaptés qui sont spécifiés dans l'ISO 4037‑1:2019, Articles 4 à 6. L'ISO 4037‑1:2019, Annexes A et B, toutes deux informatives, incluent des rayonnements de fluorescence, du rayonnement gamma du radionucléide 241Am, S-Am pour lesquels des informations détaillées, publiées ne sont pas disponibles. L'ISO 4034‑1:2019, Annexe C, donne des champs de rayonnement X supplémentaires, qui sont spécifiés par l'indice de qualité. Pour toutes ces qualités de rayonnement, des coefficients de conversion sont donnés dans les Annexes A à C, mais uniquement comme une estimation approximative puisque l'incertitude globale de ces coefficients de conversion dans les champs de rayonnement de référence pratiques n'est pas connue. NOTE Le terme dosimètre est un terme générique désignant tout dosimètre ou débitmètre pour la surveillance individuelle ou de zone.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4037-3
Second edition
2019-01
Radiological protection — X and
gamma reference radiation for
calibrating dosemeters and doserate
meters and for determining their
response as a function of photon
energy —
Part 3:
Calibration of area and personal
dosemeters and the measurement of
their response as a function of energy
and angle of incidence
Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence
pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres et pour la
détermination de leur réponse en fonction de l'énergie des photons —
Partie 3: Étalonnage des dosimètres de zone et individuels et
mesurage de leur réponse en fonction de l'énergie et de l'angle
d'incidence
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Procedures applicable to all area and personal dosemeters . 2
4.1 General principles . 2
4.1.1 Radiation qualities . 2
4.1.2 Recommended conversion coefficients . 3
4.1.3 Point of test and reference point . 4
4.1.4 Axes of rotation . 4
4.1.5 Condition of the dosemeter to be calibrated . 5
4.1.6 Effects associated with electron ranges . 5
4.2 Methods for the determination of the calibration factor and of the response . 6
4.2.1 Operation of the standard instrument . 6
4.2.2 Measurements without a monitor for the source output . 7
5 Particular procedures for area dosemeters . 7
5.1 General principles . 7
5.2 Quantities to be measured . 7
6 Conversion coefficients for area dosimetry . 7
6.1 Conversion coefficients from air kerma, K , to H'(0,07) . 7
a
6.1.1 Mono-energetic radiation . 7
6.1.2 Low air kerma rate series. 8
6.1.3 Narrow series . 8
6.1.4 Wide series . 8
6.1.5 High air kerma rate series. 8
6.1.6 Radionuclides . 8
6.2 Conversion coefficients from air kerma, K , to H'(3) .15
a
6.2.1 Mono-energetic radiation .15
6.2.2 Low air kerma rate series.15
6.2.3 Narrow series .15
6.2.4 Wide series .15
6.2.5 High air kerma rate series.15
6.2.6 Radionuclides .15
6.2.7 High energy photon radiations .15
6.3 Conversion coefficient from air kerma, K , to H*(10).23
a
6.3.1 Mono-energetic radiation .23
6.3.2 Low air kerma rate series.23
6.3.3 Narrow series .23
6.3.4 Wide series .23
6.3.5 High air kerma rate series.23
6.3.6 Radionuclides .23
6.3.7 High energy photon radiations .23
7 Particular procedures for personal dosemeters .27
7.1 General principles .27
7.2 Quantities to be measured .27
7.3 Experimental conditions .27
7.3.1 Use of phantoms .27
7.3.2 Geometrical considerations in divergent beams .28
7.3.3 Simultaneous irradiation of several dosemeters .28
7.3.4 Influence of the orientation on the values of H (0,07) .29
p
7.3.5 Length of the rod phantom .30
8 Conversion coefficients for personal dosimetry .30
8.1 General .30
8.2 Conversion coefficients from air kerma, K , to H (0,07) in the rod phantom .30
a p
8.2.1 Mono-energetic radiations .30
8.2.2 Low air kerma rate series.30
8.2.3 Narrow series .30
8.2.4 Wide series .30
8.2.5 High air kerma rate series.30
8.2.6 Radionuclides .31
8.3 Conversion coefficients from air kerma, K , to H (0,07) in the pillar phantom .34
a p
8.3.1 Mono-energetic radiations .34
8.3.2 Low air kerma rate series.34
8.3.3 Narrow series .34
8.3.4 Wide series .34
8.3.5 High air kerma rate series.34
8.3.6 Radionuclides .34
8.4 Conversion coefficients from air kerma, K , to H (0,07) in the ICRU slab phantom .37
a p
8.4.1 Mono-energetic radiations .37
8.4.2 Low air kerma rate series.37
8.4.3 Narrow series .37
8.4.4 Wide series .37
8.4.5 High air kerma rate series.38
8.4.6 Radionuclides .38
8.5 Conversion coefficients from air kerma, K , to H (3) in the cylinder phantom .41
a p
8.5.1 Mono-energetic radiations .41
8.5.2 Low air kerma rate series.41
8.5.3 Narrow series .41
8.5.4 Wide series .41
8.5.5 High air kerma rate series.41
8.5.6 Radionuclides .41
8.5.7 High energy photon radiations .41
8.6 Conversion coefficients from air kerma, K , to H (10) in the ICRU slab phantom .44
a p
8.6.1 Mono-energetic radiations .44
8.6.2 Low air kerma rate series.45
8.6.3 Narrow series .45
8.6.4 Wide series .45
8.6.5 High air kerma rate series.45
8.6.6 Radionuclides .45
8.6.7 High energy photon radiations .45
9 Uncertainties .53
9.1 Statement of uncertainties .53
Annex A (informative) Estimated conversion coefficients for fluorescence X radiation .54
Annex B (informative) Estimated conversion coefficients for gamma radiation emitted by
Am radionuclide .59
Annex C (informative) Estimated conversion coefficients for continuous filtered X radiation
based on the quality index .61
Annex D (informative) Additional information .63
Bibliography .67
iv © ISO 2019 – All rights reserved
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.o rg/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 voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www. iso. org/iso/foreword. html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4037-3:1999), which has been technically
revised.
A list of all the parts in the ISO 4037 series can be found on the ISO website.
Introduction
The maintenance release of this document incorporates the improvements to high voltage generators
from 1996 to 2017 (e.g., the use of high frequency switching supplies providing nearly constant
potential), and the spectral measurements at irradiation facilities equipped with such generators
[1]
(e.g., the catalogue of X-ray spectra by Ankerhold ). It also incorporates all published information
with the aim to adjust the requirements for the technical parameters of the reference fields to the
targeted overall uncertainty of about 6 % to 10 % for the phantom related operational quantities of
[2]
the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) . It does not change the
general concept of the existing ISO 4037.
ISO 4037, focusing on photon reference radiation fields, is divided into four parts. ISO 4037-1 gives the
methods of production and characterization of reference radiation fields in terms of the quantities
spectral photon fluence and air kerma free-in-air. ISO 4037-2 describes the dosimetry of the reference
radiation qualities in terms of air kerma and in terms of the phantom related operational quantities of
[2]
the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) . This document describes
the methods for calibrating and determining the response of dosemeters and doserate meters in terms
[2]
of the phantom related operational quantities of the ICRU . ISO 4037-4 gives special considerations
and additional requirements for calibration of area and personal dosemeters in low energy X reference
radiation fields, which are reference fields with generating potential ≤30 kV.
The determination of the response of dosemeters and doserate meters is essentially a three-step or
two-step process. First, a basic quantity such as air kerma is measured free-in-air at the point of test.
Then the appropriate operational quantity is derived by the application of the conversion coefficient
that relates the quantity measured to the selected operational quantity. These two steps may be
merged into a single-step if a standard for the phantom related quantities is used. Finally, the device
under test is placed at the point of test for the determination of its response. Depending on the type of
dosemeter under test, the irradiation is either carried out on a phantom or free-in-air for personal and
area dosemeters, respectively. For area and individual monitoring this document describes details of
the methods and provides, if applicable, the recommended conversion coefficients to be used for the
determination of the response of dosemeters and doserate meters in terms of the phantom related
operational quantities of the ICRU for photons. The use of these recommended conversion coefficients
requires that the corresponding radiation quality of the reference field used for the irradiation is
validated. For all non-validated radiation qualities, the recommended conversion coefficients cannot
be used. For these radiation qualities, the dosimetry with respect to the phantom related operational
quantities of the ICRU – see ISO 4037-2:2019, Clause 6 – or the spectrometry – see ISO 4037-2:2019,
Annex B – should be performed. For tube potentials of 30 kV and below ISO 4037-4 gives special
requirements.
The general procedures described in ISO 29661 are used as far as possible in this document. In addition,
the symbols used are in line with ISO 29661.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 4037-3:2019(E)
Radiological protection — X and gamma reference
radiation for calibrating dosemeters and doserate meters
and for determining their response as a function of photon
energy —
Part 3:
Calibration of area and personal dosemeters and the
measurement of their response as a function of energy and
angle of incidence
1 Scope
This document specifies additional procedures and data for the calibration of dosemeters and doserate
meters used for individual and area monitoring in radiation protection. The general procedure for the
calibration and the determination of the response of radiation protection dose(rate)meters is described
in ISO 29661 and is followed as far as possible. For this purpose, the photon reference radiation fields
with mean energies between 8 keV and 9 MeV, as specified in ISO 4037-1, are used. In Annex D some
additional information on reference conditions, required standard test conditions and effects associated
with electron ranges are given. For individual monitoring, both whole body and extremity dosemeters
are covered and for area monitoring, both portable and installed dose(rate)meters are covered.
Charged particle equilibrium is needed for the reference fields although this is not always established
in the workplace fields for which the dosemeter should be calibrated. This is especially true at photon
energies without inherent charged particle equilibrium at the reference depth d, which depends on the
actual combination of energy and reference depth d. Electrons of energies above 65 keV, 0,75 MeV and
2,1 MeV can just penetrate 0,07 mm, 3 mm and 10 mm of ICRU tissue, respectively, and the radiation
qualities with photon energies above these values are considered as radiation qualities without inherent
charged particle equilibrium for the quantities defined at these depths. This document also deals with
the determination of the response as a function of photon energy and angle of radiation incidence. Such
measurements can represent part of a type test in the course of which the effect of further influence
quantities on the response is examined.
This document is only applicable for air kerma rates above 1 µGy/h.
This document does not cover the in-situ calibration of fixed installed area dosemeters.
The procedures to be followed for the different types of dosemeters are described. Recommendations
are given on the phantom to be used and on the conversion coefficients to be applied. Recommended
conversion coefficients are only given for matched reference radiation fields, which are specified in
ISO 4037-1:2019, Clauses 4 to 6. ISO 4037-1:2019, Annexes A and B, both informative, include fluorescent
radiations, the gamma radiation of the radionuclide Am, S-Am, for which detailed published
information is not available. ISO 4037-1:2019, Annex C, gives additional X radiation fields, which are
specified by the quality index. For all these radiation qualities, conversion coefficients are given in
Annexes A to C, but only as a rough estimate as the overall uncertainty of these conversion coefficients
in practical reference radiation fields is not known.
NOTE The term dosemeter is used as a generic term denoting any dose or doserate meter for individual or
area monitoring.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4037-1, Radiological protection — X and gamma reference radiations for calibrating dosemeters and
doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 1: Radiation
characteristics and production methods
ISO 4037-2:2019, Radiological protection — X and gamma reference radiations for calibrating dosemeters
and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 2: Dosimetry
for radiation protection over the energy ranges from 8 keV to 1,3 MeV and 4 MeV to 9 MeV
ISO 4037-4:2019, Radiological protection — X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters
and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 4: Calibration
of area and personal dosemeters in low energy X reference radiation fields
ISO 29661, Reference radiation fields for radiation protection — Definitions and fundamental concepts
1)
ISO 80000-10, Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
me a s ur ement (GUM: 1995)
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4037-1, ISO 4037-2, ISO 29661,
ISO 80000-10, ISO/IEC Guide 99 and the following apply:
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
back-scatter factor
ratio of air kerma in front of a phantom to the air kerma at the same position free-in-air without the
phantom. The field is considered to be unidirectional with a direction of incidence perpendicular to the
phantom surface
Note 1 to entry: The value of the back-scatter factor depends on the point of test (distance from the surface and
from the beam axis), beam diameter, phantom size and material and radiation energy.
4 Procedures applicable to all area and personal dosemeters
4.1 General principles
4.1.1 Radiation qualities
All radiation qualities shall be chosen from, and produced in accordance to, ISO 4037-1. In general, it is
useful to select an appropriate validated radiation quality taking into account the specified energy and
dose or dose rate range of the dosemeter to be tested.
1) Under preparation. Stage at the time of publication ISO/Guide 80000-10:2019.
2 © ISO 2019 – All rights reserved
4.1.2 Recommended conversion coefficients
If only a standard instrument for the air kerma, K , free-in-air is used for dosimetric measurements,
a
then for all the other phantom related operational quantities H*(10), H (10), H'(3), H (3), H'(0,07) and
p p
H (0,07), appropriate conversion coefficients shall be applied to the measured air kerma values. These
p
conversion coefficients shall, in principle, be determined by spectrometry for any reference field, any
measuring quantity and, if applicable, for any phantom and angle of radiation incidence.
The air kerma is given by the sum of the air collision kerma, K , and the air radiative kerma,
a,coll
K : K = K + K . The air collision kerma, K , is related to the air kerma by the equation
a,rad a a,coll a,rad a,coll
K = K · (1 - g ), where g is the fraction of the energy of the electrons liberated by photons that
a,coll a a a
is lost by radiative processes (bremsstrahlung, fluorescence radiation or annihilation radiation of
positrons). Values of (1–g ) for mono-energetic radiation are given in ISO 4037-2, upper part of Table 2.
a
In the lower part of that Table 2, values for the reference radiations S-Cs, S-Co, R-C and R-F are given.
[8]
Values are interpolated for S-Cs or taken from Roos and Grosswendt for S-Co and from PTB-Dos-32
for R-C and R-F. For water or air and for energies lower than 1,3 MeV, g is less than 0,003 and below 1,5
a
[9]
MeV the values of (1–g ) can be considered to be unity, see ICRU Report 47 , A.2.1.
a
The air collision kerma is the part that leads to the production of electrons that dissipate their energy
as ionization in or near the electron tracks in the medium – and is obtained in some Monte Carlo
calculations as the energy deposited. The interpretation that was made in ISO 29661 was that the
original conversion coefficients which were derived from ICRU Report 57 actually refer to air collision
kerma. This approach is adopted in ISO 4037 in the following way: for energies up to and including that
of the S-Co reference field the original values are used, as the application of the factor (1 – g ) does not
a
change numerical values truncated to three significant digits. Conversion coefficients for the R-C and
R-F given in ISO 4037-3 differ from those given in ICRU and the previous edition of 4037-3 (1999) by the
factor (1 - g ) = 0,987 and (1 - g ) = 0,978, respectively.
a a
For the tables in Clauses 6 and 8, the irradiation distance is measured from the focal spot of the X-ray
tube (or from the geometrical centre of the radio nuclide source) to the point of test, at which the
reference point of the dosemeter shall be located. For the R-C and R-F radiations, the irradiation distance
shall be measured from the centre of the target surface from which the radiation emerges to the point
of test. For the X-radiation qualities, recommended conversion coefficients are given, if available, for
two distances of 1,0 m and 2,5 m in separate columns, even if they differ only by the last digit. This shall
avoid the introduction of additional uncertainties. If these recommended conversion coefficients are
identical for both distances, then the two table cells are merged and only one recommended conversion
coefficient is given. This indicates that the recommended conversion coefficient can be used at least
for distances from 1 m to 2,5 m. If the recommended conversion coefficients are different for the
distances of 1 m and 2,5 m and a recommended conversion coefficient is required for other distances,
then the given values of the recommended conversion coefficients shall be interpolated or extrapolated
accordingly. If both values are very similar, e.g., only different by 2 % or less, then a linear interpolation
may be used. If a range is given for the distance, then the values of the recommended conversion
coefficients may be used without modification over this range of distances. From the available data
in the Tables, it can be concluded that for collimated beams with mean energies above about 40 keV
there is no difference in the recommended conversion coefficients for both distances. The difference
increases with decreasing photon energy, increasing definition depth, increasing width of the spectra
and increasing angle of radiation incidence.
In Clauses 6 and 8 and in Annexes A to C, a notation is used for the presentation of recommended
conversion coefficients which is explained in the following: The example of h' (0,07; E, α) refers to
K
the conversion coefficient from air kerma K to directional dose equivalent in a depth of 0,07 mm for
a
mono-energetic and unidirectional photon radiation of energy E, with an angle α between the reference
direction of the dosemeter and the direction of radiation incidence. The prime is replaced by an asterisk
for ambient dose equivalent or by the letter p as a subscript for personal dose equivalent. For personal
dose equivalent, the type of the phantom is indicated by a subscript at the end. The subscripts rod, pill,
cyl and slab stand for rod phantom, pillar phantom, cylinder phantom and slab phantom, respectively.
Similar to the above example this would be for the rod phantom h (0,07; E, α) . For radiation
pK rod
qualities, U, of finite spectral width the symbol E is replaced by the letter U to represent any radiation
quality or by the specific letter according to ISO 4037-1:2019, Table 1, denoting a particular series of
reference radiation, i.e. L, N, W, H, S or R.
Numerical values of conversion coefficients for mono-energetic and unidirectional radiation given in
Tables 1, 7, 14, 21, 27, 33, 39 and 46 shall be treated as having no uncertainty. Unless otherwise stated,
the recommended conversion coefficients in the remaining tables of Clauses 6 and 8 shall be considered
as being associated with a standard uncertainty (k = 1) of 2 %. This uncertainty takes account of
differences between the spectrum used for the calculation of the conversion coefficient and that
prevailing at the point of test, see References [1] and [3].
For tube potentials of and below 30 kV, and especially for the wide and high air kerma rate series, the
numerical values of the recommended conversion coefficients h* (10; U) and h (10, U, α) depend
K pK
strongly on the air density, i.e., the air temperature, pressure and humidity. The stated values of the
recommended conversion coefficients are valid for reference conditions only. Any deviation shall
be corrected in accordance with ISO 4037-4:2019, Annex A. For these radiation qualities, detailed
information and additional requirements are given in ISO 4037-4. If a radiation quality listed
in ISO 4037-1:2019, Table 1, is not contained in one of the tables for the recommended conversion
coefficients h* (10; U) and h (10, U, α) this means that no reliable values may be given.
K pK
NOTE For low photon energies small differences in the energy distribution can result in significant changes
in the numerical values of these conversion coefficients as the major contribution to the air kerma originates
from the low energy part of the spectrum, while the major contribution to H*(10) and H (10) originates
p
from the high energy part of the spectrum, see Reference [4]. Differences in energy distribution from one
experimental arrangement to another can occur due to a variety of factors, e. g., anode angle, anode roughening,
tungsten evaporated on the tube window, presence of a transmission monitor chamber in the beam, deviation
of the thickness of filters from nominal values, length of the air path between focal spot and point of test and
atmospheric pressure at the time of measurement. All these points are considered in ISO 4037-4.
4.1.3 Point of test and reference point
Measurements shall be carried out by positioning the reference point of the dosemeter at the point of
test. The reference point and the reference direction of the dosemeter to be tested should be stated
by the manufacturer in accordance to ISO 29661 or fixed by agreement between manufacturer and
testing laboratory. The reference point should be marked on the outside of the dosemeter. If this proves
impossible the reference point should be indicated in the accompanying documents supplied with the
instrument. All stated distances between the radiation source and the dosemeter shall be taken as the
distance between the radiation source and the dosemeter's reference point.
In the absence of information on the reference point or on the reference direction of the dosemeter to
be tested, these parameters shall be fixed by the testing laboratory. They shall be clearly stated in the
test certificate.
NOTE In the case of point sources and in the absence of scattered radiation and photon absorption, the dose
rate changes with the inverse square of the distance R. A misplacement of the dosemeter's reference point in the
beam by the amount of ΔR in the direction of the beam leads to a relative error in the calibration factor of 2ΔR/R
at the distance R. Misalignment perpendicular to the beam axis by Δr causes a relative error of (Δr/R) . In the
presence of scattered radiation and for sources of finite dimensions the above approximations are limited to
values of ΔR or Δr small in comparison to R.
4.1.4 Axes of rotation
For examining the effect of the direction of radiation incidence, a rotation of the area dosemeter or of
the combination of personal dosemeter and phantom may be required. The variation of response with
direction of radiation incidence shall be examined by a rotation around at least two dosemeter axes.
The direction of the axes shall be mutually perpendicular, if two axes are used. The axes of rotation
shall pass through the reference point of the dosemeter. For an illustration of the geometry, see Figure 1.
4 © ISO 2019 – All rights reserved
4.1.5 Condition of the dosemeter to be calibrated
Before any calibration is made, the dosemeter shall be examined to confirm that it is in a good
serviceable condition and free of radioactive contamination. The set-up procedure and the mode of
operation of the dosemeter shall be in accordance with its instruction manual.
4.1.6 Effects associated with electron ranges
Electrons with energies above 65 keV, 0,75 MeV and 2,1 MeV can just penetrate 0,07 mm, 3 mm
[5]
and 10 mm of ICRU tissue, respectively, see ICRU Report 56 . In photon reference radiation fields
capable of producing secondary electrons of these or higher energies, the quantity value and the
indication of the dosemeter depends on effects associated with electron ranges and this needs to be
considered. In addition, the beam diameter is also of importance for the establishment of electron
equilibrium. For a more detailed discussion of this subject, see D.2. The procedure to be followed in
such cases is described in the following.
For all phantom related quantities, H'(0,07) and H (0,07), H'(3) and H (3) as well as H*(10) and H (10),
p p p
and for the reference radiation fields generated by X-rays, no special precautions are required. Due to
the presence of air and of other materials, e.g. monitor chamber, build-up is completed in the reference
depth in practically all situations where the photon energy is below about 250 keV, see Reference [4].
In the case of photon fields with energies from that of S-Cs up to 9 MeV and for all phantom related
quantities, first the quantity value shall be determined at the point of test as described in ISO 4037-2 for
matched or characterized reference fields. For matched reference fields, the recommended conversion
coefficients listed in this document shall be used. Then the reference point of the dosemeter shall be
brought to the point of test and a plate of polymethyl-methacrylate (PMMA) of a thickness sufficient
to secure completed build-up shall be positioned in front of the dosemeter (for area dosemeters) or
in front of the combination of dosemeter and phantom (for personal dosemeters). The required
thickness is specified in the Tables of the conversion coefficients in Clauses 6 and 8. The modification
of the radiation field by introducing the PMMA plate should be taken into account by multiplying the
conversion coefficient with the correction factor k given in the Tables in Clauses 6 and 8. The
PMMA
cross-sectional area of the plate shall be at least 30 cm × 30 cm and, for area dosemeters, overlapping
the dosemeter under test at minimum one time the distance from the plate to the centre of the detector
(the reference point of the dosemeter). The thickness of the plate shall be as given in the Tables. The
plate shall be positioned as close as possible to the dosemeter and perpendicular to the beam direction,
see example in Figure 1.
NOTE 1 For the S-Cs and S-Co reference fields a PMMA plate of 3 mm thickness is sufficient to establish
[6]
secondary electron equilibrium .
NOTE 2 As an example, for a spherical area dosemeter with 30 cm diameter and the reference point of the
dosemeter in its centre, the size of the build-up plate shall be at least 60 cm × 60 cm if positioned as close as
possible to the dosemeter.
Key
1 near-parallel beam
2 build-up layer, if required
3 reference point
4 dosemeter
5 slab phantom
Figure 1 — Arran
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4037-3
Deuxième édition
2019-01
Radioprotection — Rayonnements X et
gamma de référence pour l'étalonnage
des dosimètres et des débitmètres
et pour la détermination de leur
réponse en fonction de l'énergie des
photons —
Partie 3:
Étalonnage des dosimètres de zone
et individuels et mesurage de leur
réponse en fonction de l'énergie et de
l'angle d'incidence
Radiological protection — X and gamma reference radiation for
calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their
response as a function of photon energy —
Part 3: Calibration of area and personal dosemeters and the
measurement of their response as a function of energy and angle of
incidence
Numéro de référence
©
ISO 2019
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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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Fax: +41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Procédures applicables à tous les dosimètres, individuels et de zone .3
4.1 Principes généraux . 3
4.1.1 Qualités de rayonnements . 3
4.1.2 Coefficients de conversion recommandés . 3
4.1.3 Point de mesure et point de référence . 5
4.1.4 Axes de rotation . 5
4.1.5 État du dosimètre à étalonner . 5
4.1.6 Effets associés aux parcours des électrons . 5
4.2 Méthodes de détermination du coefficient d’étalonnage et de la réponse . 7
4.2.1 Mise en œuvre de l’instrument étalon . 7
4.2.2 Mesurages sans moniteur de l’émission de la source . 8
5 Procédures particulières aux dosimètres de zone. 8
5.1 Principes généraux . 8
5.2 Grandeurs à mesurer . 8
6 Coefficients de conversion pour la dosimétrie de zone . 9
6.1 Coefficients de conversion du kerma dans l’air, K , en H’(0,07) . 9
a
6.1.1 Rayonnements monoénergétiques . 9
6.1.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» . 9
6.1.3 Série à «spectres étroits» . 9
6.1.4 Série à «spectres larges» . 9
6.1.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» . 9
6.1.6 Radionucléides . 9
6.2 Coefficients de conversion du kerma dans l’air, K , en H’(3) .16
a
6.2.1 Rayonnements monoénergétiques .16
6.2.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» .16
6.2.3 Série à «spectres étroits» .16
6.2.4 Série à «spectres larges» .16
6.2.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» .16
6.2.6 Radionucléides .16
6.2.7 Rayonnements de photons de hautes énergies .16
6.3 Coefficient de conversion du kerma dans l’air, K , en H*(10) .24
a
6.3.1 Rayonnements monoénergétiques .24
6.3.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» .24
6.3.3 Série à «spectres étroits» .24
6.3.4 Série à «spectres larges» .24
6.3.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» .24
6.3.6 Radionucléides .24
6.3.7 Rayonnements de photons de hautes énergies .24
7 Procédures particulières aux dosimètres individuels .28
7.1 Principes généraux .28
7.2 Grandeurs à mesurer .28
7.3 Conditions expérimentales .29
7.3.1 Utilisation des fantômes .29
7.3.2 Considérations géométriques dans les faisceaux divergents .29
7.3.3 Irradiation simultanée de plusieurs dosimètres .30
7.3.4 Influence de l’orientation sur les valeurs de H (0,07) .30
p
7.3.5 Longueur du fantôme rondin .31
8 Coefficients de conversion pour la dosimétrie individuelle .31
8.1 Généralités .31
8.2 Coefficients de conversion du kerma dans l’air, K , en H (0,07) dans le fantôme rondin .32
a p
8.2.1 Rayonnements monoénergétiques .32
8.2.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» .32
8.2.3 Série à «spectres étroits» .32
8.2.4 Série à «spectres larges» .32
8.2.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» .32
8.2.6 Radionucléides .32
8.3 Coefficients de conversion du kerma dans l’air, K , en H (0,07) dans le fantôme colonne 36
a p
8.3.1 Rayonnements monoénergétiques .36
8.3.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» .36
8.3.3 Série à «spectres étroits» .36
8.3.4 Série à «spectres larges» .36
8.3.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» .36
8.3.6 Radionucléides .36
8.4 Coefficients de conversion du kerma dans l’air, K , en H (0,07) dans le fantôme
a p
plaque en tissu ICRU .40
8.4.1 Rayonnements monoénergétiques .40
8.4.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» .40
8.4.3 Série à «spectres étroits» .40
8.4.4 Série à «spectres larges» .40
8.4.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» .40
8.4.6 Radionucléides .40
8.5 Coefficients de conversion du kerma dans l’air, K , en H (3) dans le fantôme cylindre .43
a p
8.5.1 Rayonnements monoénergétiques .43
8.5.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» .43
8.5.3 Série à «spectres étroits» .43
8.5.4 Série à «spectres larges» .43
8.5.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» .44
8.5.6 Radionucléides .44
8.5.7 Rayonnements de photons de hautes énergies .44
8.6 Coefficients de conversion du kerma dans l’air, K , en H (10) dans le fantôme
a p
plaque en tissu ICRU .47
8.6.1 Rayonnements monoénergétiques .47
8.6.2 Série à «faible débit de kerma dans l’air» .47
8.6.3 Série à «spectres étroits» .47
8.6.4 Série à «spectres larges» .47
8.6.5 Série à «fort débit de kerma dans l’air» .48
8.6.6 Radionucléides .48
8.6.7 Rayonnements de photons de hautes énergies .48
9 Incertitudes.56
9.1 Expression des incertitudes .56
Annexe A (informative) Coefficients de conversion estimés pour le rayonnement X de
fluorescence .57
Annexe B (informative) Coefficients de conversion estimés pour un rayonnement gamma
émis par le radionucléide Am .62
Annexe C (informative) Coefficients de conversion estimés pour des rayonnements X filtrés
en continu fondés sur l’indice de qualité .64
Annexe D (informative) Informations supplémentaires .66
Bibliographie .70
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso. org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www. iso. org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www. iso. org/iso/fr/avant- propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4037-3:1999), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 4037 se trouve sur le site web de l’ISO.
Introduction
L’édition de mise à jour du présent document intègre les améliorations apportées aux générateurs haute
tension entre 1996 et 2017 (par exemple l’utilisation d’alimentations à découpage haute fréquence
fournissant une tension quasi constante), et les mesurages spectrométriques au niveau des installations
d’irradiation équipées de tels générateurs (par exemple le catalogue de spectres de rayons X de
[1]
Ankerhold ). Elle intègre également toutes les informations publiées dans le but d’ajuster les exigences
applicables aux paramètres techniques des champs de référence par rapport à l’incertitude globale
ciblée comprise entre environ 6 % et 10 % pour les grandeurs opérationnelles associées aux fantômes
[2]
de l’International Commission on Radiation Units et Measurements (ICRU) . Elle ne change pas le
concept général de l’ISO 4037 existante.
La série de normes ISO 4037, traitant des champs de rayonnement de référence de photons, se divise en
quatre parties. L’ISO 4037-1 présente les méthodes de production et de caractérisation de champs de
rayonnement de référence en termes de distribution en énergie de la fluence des photons et de kerma
dans l’air en champ non perturbé. L’ISO 4037-2 décrit la dosimétrie des qualités de rayonnement de
référence en termes de kerma dans l’air et en termes des grandeurs opérationnelles associées aux
[2]
fantômes de l’International Commission on Radiation Units et Measurements (ICRU) . Le présent
document décrit les méthodes d’étalonnage et de détermination de la réponse de dosimètres et de
[2]
débitmètres en termes des grandeurs opérationnelles associées aux fantômes de l’ICRU . L’ISO 4037-4
présente des considérations spéciales et des exigences supplémentaires pour l’étalonnage de dosimètres
de zone et individuels dans des champs de rayonnement X de référence de faible énergie, qui sont des
champs de référence avec une tension génératrice ≤30 kV.
La détermination de la réponse des dosimètres et des débitmètres est essentiellement un processus
à deux ou trois étapes. Premièrement, une grandeur fondamentale telle que le kerma dans l’air est
mesurée dans l’air en champ non perturbé au point de mesure. Ensuite, la grandeur opérationnelle
appropriée est calculée par application du coefficient de conversion qui relie la grandeur mesurée à
la grandeur opérationnelle choisie. Ces deux étapes peuvent être fusionnées en une seule si un étalon
pour les grandeurs associées aux fantômes est utilisé. Finalement, l’instrument soumis à essai est placé
au même point de mesure pour la détermination de sa réponse. Selon le type de dosimètre soumis à
essai, l’irradiation est effectuée soit sur un fantôme soit en champ non perturbé, selon qu’il s’agit
de dosimètres individuels ou de dosimètres de zone. Le présent document décrit en détail, pour les
surveillances de zone et individuelle des photons, les méthodes et fournit, le cas échéant, les coefficients
de conversion recommandés à utiliser pour la détermination de la réponse des dosimètres et des
débitmètres en fonction des grandeurs opérationnelles associées aux fantômes de l’ICRU. L’utilisation de
ces coefficients de conversion recommandés nécessite que la qualité de rayonnement correspondant du
champ de référence utilisé pour l’irradiation soit validée. Il n’est pas possible d’utiliser les coefficients
de conversion recommandés pour les autres qualités de rayonnement non validées. Pour ces qualités
de rayonnement, il convient d’avoir recours à la dosimétrie par rapport aux grandeurs opérationnelles
associées aux fantômes de l’ICRU (voir l’ISO 4037-2:2019, Article 6) ou à la spectrométrie (voir
l’ISO 4037-2:2019, Annexe B). Pour les tensions de tube inférieures ou égales à 30 kV, l’ISO 4037-4
présente des exigences particulières.
Les procédures générales décrites dans l’ISO 29661 sont utilisées autant que possible dans le présent
document. De même, les symboles utilisés sont conformes à l’ISO 29661.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 4037-3:2019(F)
Radioprotection — Rayonnements X et gamma de
référence pour l'étalonnage des dosimètres et des
débitmètres et pour la détermination de leur réponse en
fonction de l'énergie des photons —
Partie 3:
Étalonnage des dosimètres de zone et individuels et
mesurage de leur réponse en fonction de l'énergie et de
l'angle d'incidence
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des procédures supplémentaires et des données pour l’étalonnage des
dosimètres et des débitmètres utilisés pour les surveillances individuelles et de zone en radioprotection.
La procédure générale pour l’étalonnage et la détermination de la réponse des dosimètres ou des
débitmètres de radioprotection est décrite dans l’ISO 29661 et suivie autant que possible. À cet effet,
les champs de rayonnement de référence pour les photons d’énergies moyennes comprises entre 8 keV
et 9 MeV, tels que spécifiés dans l’ISO 4037-1, sont utilisés. L’Annexe D fournit certaines informations
supplémentaires relatives aux conditions de référence, aux conditions normales d’essai requises et
aux effets associés aux parcours des électrons. Pour la surveillance individuelle, les dosimètres «corps
entier» et d’extrémités sont concernés, tandis que pour la surveillance de zone, les dosimètres et les
débitmètres portables et à poste fixe sont considérés.
Des conditions d’équilibre électronique sont nécessaires pour les champs de référence, bien que celles-
ci ne soient pas toujours établies au poste de travail pour lequel il convient que le dosimètre soit
étalonné. Ceci est, en particulier, vrai à des énergies de photons sans condition d’équilibre électronique
inhérente à la profondeur de référence d, qui dépend de la combinaison réelle de l’énergie et de la
profondeur de référence d. Les électrons d’énergies supérieures à 65 keV, 0,75 MeV et 2,1 MeV peuvent
seulement pénétrer respectivement 0,07 mm, 3 mm et 10 mm de tissu de l’ICRU, et les qualités de
rayonnement avec des énergies de photons supérieures à ces valeurs sont considérées comme des
qualités de rayonnement sans condition d’équilibre électronique inhérente pour les qualités définies à
ces profondeurs. Le présent document traite également de la détermination de la réponse en fonction de
l’énergie des photons et de l’angle d’incidence du rayonnement. De tels mesurages peuvent représenter
une partie d’un essai de type au cours duquel l’effet d’autres grandeurs d’influence sur la réponse est
examiné.
Le présent document est applicable uniquement pour des débits de kerma dans l’air supérieurs à
1 µGy/h.
Le présent document ne traite pas de l’étalonnage in situ de dosimètres de zone à poste fixe.
Les procédures à suivre pour les différents types de dosimètres sont décrites. Des recommandations
sont données concernant le fantôme à utiliser et les coefficients de conversion à appliquer. Les
coefficients de conversion recommandés sont donnés uniquement pour les champs de rayonnement de
référence adaptés qui sont spécifiés dans l’ISO 4037-1:2019, Articles 4 à 6. L’ISO 4037-1:2019, Annexes A
et B, toutes deux informatives, incluent des rayonnements de fluorescence, du rayonnement gamma du
radionucléide Am, S-Am pour lesquels des informations détaillées, publiées ne sont pas disponibles.
L’ISO 4034-1:2019, Annexe C, donne des champs de rayonnement X supplémentaires, qui sont spécifiés
par l’indice de qualité. Pour toutes ces qualités de rayonnement, des coefficients de conversion sont
donnés dans les Annexes A à C, mais uniquement comme une estimation approximative puisque
l’incertitude globale de ces coefficients de conversion dans les champs de rayonnement de référence
pratiques n’est pas connue.
NOTE Le terme dosimètre est un terme générique désignant tout dosimètre ou débitmètre pour la
surveillance individuelle ou de zone.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4037-1, Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des dosimètres
et des débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des photons — Partie 1:
Caractéristiques des rayonnements et méthodes de production
ISO 4037-2:2019, Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des
dosimètres et des débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des
photons — Partie 2: Dosimétrie pour la radioprotection dans les gammes d’énergie de 8 keV à 1,3 MeV et de
4 MeV à 9 MeV
ISO 4037-4:2019, Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des
dosimètres et des débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des
photons — Partie 4: Étalonnage des dosimètres de zone et individuels dans des champs de référence X de
faible énergie
ISO 29661, Champs de rayonnement de référence pour la radioprotection — Définitions et concepts
fondamentaux
1)
ISO 80000-10, Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire
Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
(GUM: 1995)
Guide ISO/IEC 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 4037-1, l’ISO 4037-2, l’ISO 29661,
l’ISO 80000-10, le Guide ISO/IEC 99 ainsi que les suivants, s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/.
1) En cours d’élaboration. Stade au moment de la publication ISO/FDIS 80000-10:2019.
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
3.1
facteur de rétrodiffusion
rapport du kerma dans l’air à la surface du fantôme et du kerma dans l’air, au même point en champ non
perturbé, en l’absence de fantôme. Le champ de rayonnement est considéré comme unidirectionnel de
direction d’incidence perpendiculaire à la surface du fantôme
Note 1 à l'article: La valeur du facteur de rétrodiffusion dépend du point de mesure (repéré par ses distances à la
surface du fantôme et à l’axe du faisceau), du diamètre du faisceau, de la taille du fantôme, du matériau dont il est
constitué ainsi que de l’énergie du rayonnement.
4 Procédures applicables à tous les dosimètres, individuels et de zone
4.1 Principes généraux
4.1.1 Qualités de rayonnements
Toutes les qualités de rayonnements doivent être choisies et produites comme spécifié dans l’ISO 4037-1.
En général, il est judicieux de choisir une qualité de rayonnement adéquate validée prenant en compte
des domaines spécifiques d’énergies, de doses ou de débits de dose du dosimètre à soumettre à essai.
4.1.2 Coefficients de conversion recommandés
Si les seuls mesurages dosimétriques réalisés par un instrument étalon sont ceux du kerma dans l’air, K ,
a
en champ non perturbé, alors pour toutes les autres grandeurs opérationnelles associées aux fantômes
H*(10), H (10), H’(3), H (3), H’(0,07) et H (0,07), des coefficients de conversion appropriés doivent être
p p p
appliqués aux valeurs mesurées de kerma dans l’air. Ces coefficients de conversion doivent, en principe,
être déterminés par spectrométrie pour tout champ de référence, toute grandeur de mesure et, le cas
échéant, pour tout fantôme et tout angle d’incidence du rayonnement.
Le kerma dans l’air est donné par la somme du kerma de collision dans l’air, K , et du kerma
a,coll
radiatif dans l’air, K : K = K + K . Le kerma de collision dans l’air, K , est lié au kerma
a,rad a a,coll a,rad a,coll
dans l’air par l’équation K = K · (1 - g ), où g est la fraction de l’énergie des électrons libérés par
a,coll a a a
les photons qui est perdue par des processus radiatifs (rayonnement de freinage, rayonnement de
fluorescence ou rayonnement d’annihilation des positrons). Les valeurs de (1–g ) pour le rayonnement
a
monoénergétique sont données dans l’ISO 4037-2, dans la partie supérieure du Tableau 2. Les valeurs
pour les rayonnements de référence S-Cs, S-Co, R-C et R-F sont données dans la partie inférieure du
Tableau 2. Les valeurs sont obtenues par interpolation pour S-Cs ou sont tirées du document de Roos
[8]
et Grosswendt pour S-Co et du document PTB-Dos-32 pour R-C et R-F. Pour l’eau, l’air ou pour les
énergies inférieures à 1,3 MeV, g est inférieur à 0,003 et, en dessous de 1,5 MeV, les valeurs de (1 − g )
a a
[9]
peuvent être arrondies à un; voir le Rapport 47 de l’ICRU, A.2.1.
Le kerma de collision dans l’air est la partie qui aboutit à la production d’électrons qui dissipent leur
énergie d’ionisation dans ou près des traces d’électron dans le milieu. Par conséquent, lors de calculs
Monte-Carlo, il est calculé comme l’énergie déposée. Dans l’ISO 29661, l’interprétation a été faite que les
coefficients de conversion originaux qui étaient tirés du Rapport 57 de l’ICRU se rapportaient en fait au
kerma de collision dans l’air. Cette approche est adoptée dans l’ISO 4037 de la manière suivante: pour les
énergies inférieures ou égales à celle du champ de référence S-Co, les valeurs originales sont utilisées,
car l’application du facteur (1 – g ) ne modifie pas les valeurs numériques tronquées à trois chiffres
a
significatifs. Les coefficients de conversion pour les R-C et R-F donnés dans l’ISO 4037-3 diffèrent de
ceux donnés dans l’ICRU et dans la précédente édition de l’ISO 4037-3:1999 respectivement du facteur
(1 - g ) = 0,987 et du facteur (1 - g ) = 0,978.
a a
En ce qui concerne les tableaux des Articles 6 et 8, la distance d’irradiation est mesurée entre le foyer
du tube radiogène (ou le centre géométrique de la source de radionucléide) et le point de mesure, où
le point de référence du dosimètre doit être positionné. Dans le cas des rayonnements R-C et R-F, la
distance d’irradiation doit être mesurée à partir du centre de la surface de la cible, d’où est émis le
rayonnement jusqu’au point de mesure. Pour les qualités de rayonnement X, des coefficients de
conversion recommandés sont donnés, si disponibles, pour deux distances, de 1,0 m et de 2,5 m, dans des
colonnes séparées, même si seul leur dernier chiffre diffère. Cela doit permettre d’éviter l’introduction
d’incertitudes supplémentaires. Si ces coefficients de conversion recommandés sont identiques pour les
deux distances, alors les deux cellules du tableau sont fusionnées et un seul coefficient de conversion
recommandé est donné. Cela indique que le coefficient de conversion recommandé peut être utilisé au
moins pour des distances de 1 m à 2,5 m. Si les coefficients de conversion recommandés sont différents
pour les distances de 1 m et de 2,5 m et un coefficient de conversion recommandé est requis pour
d’autres distances, alors les valeurs indiquées des coefficients de conversion recommandés doivent
être interpolées ou extrapolées en conséquence. Si les deux valeurs sont très similaires, ne différant
par exemple que de 2 % ou moins, une interpolation linéaire peut alors être utilisée. Si un domaine de
distances est mentionné, alors les mêmes valeurs des coefficients de conversion recommandés peuvent
être utilisées dans tout ce domaine. Les données disponibles dans les tableaux permettent de conclure
que, pour des faisceaux collimatés d’énergies moyennes supérieures à environ 40 keV, il n’y a aucune
différence dans les coefficients de conversion recommandés pour les deux distances. La différence
augmente lorsque l’énergie des photons diminue, la profondeur de définition augmente, la largeur des
spectres augmente et l’angle d’incidence du rayonnement augmente.
Dans les Articles 6 et 8 ainsi que dans les Annexes A à C, la notation particulière suivante est utilisée
pour la présentation des coefficients de conversion recommandés: l’exemple h’ (0,07; E, α) se réfère
K
au coefficient de conversion du kerma dans l’air K à l’équivalent de dose directionnel à la profondeur
a
0,07 mm pour le rayonnement photonique monoénergétique et unidirectionnel d’énergie E, dont
la direction d’incidence fait un angle α avec la direction de référence du dosimètre. L’apostrophe
est remplacée par un astérisque pour l’équivalent de dose ambiant ou par la lettre p positionnée en
indice pour l’équivalent de dose individuel. Pour l’équivalent de dose individuel, le type du fantôme est
indiqué à la fin par un indice. Les indices «rod», «pill», «cyl» et «slab» représentent respectivement un
fantôme rondin, un fantôme colonne, un fantôme cylindre et un fantôme plaque. Comme dans l’exemple
ci-dessus, pour le fantôme rondin, ce serait h (0,07; E, α) . Pour les qualités de rayonnements, U,
pK rod
présentant une largeur spectrale finie, le symbole E est remplacé par la lettre U pour représenter toute
qualité de rayonnement ou par la lettre spécifique conformément à l’ISO 4037-1:2019, Tableau 1, pour
repérer une série particulière de rayonnements de référence, c’est-à-dire F, L, N, W, H, S ou R.
Les valeurs numériques des coefficients de conversion pour les rayonnements monoénergétiques et
unidirectionnels, qui sont données dans les Tableaux 1, 7, 14, 21, 27, 33, 39 et 46, doivent être considérées
comme n’étant affectées d’aucune incertitude. Sauf indication contraire, une incertitude-type (k = 1) de
2 % doit être considérée comme associée aux coefficients de conversion recommandés figurant dans les
autres tableaux des Articles 6 et 8. Cette incertitude tient compte des différences entre le spectre utilisé
pour le calcul du coefficient de conversion et celui présent au point de mesure; voir les Références [1] et[3].
Pour les tensions de tubes radiogènes inférieures ou égales à 30 kV, et en particulier pour les séries
à fort débit de kerma dans l’air (H) et à spectre large (W), les valeurs numériques des coefficients de
conversion recommandés h* (10; U) et h (10, U, α) dépendent fortement de la masse volumique de
K pK
l’air, c’est-à-dire de la température, de la pression et de l’humidité de l’air. Les valeurs indiquées des
coefficients de conversion recommandés sont valables seulement pour les conditions de référence. Tout
écart doit être corrigé conformément à l’ISO 4037-4:2019, Annexe A. Pour ces qualités de rayonnements,
des informations détaillées et des exigences supplémentaires sont données dans l’ISO 4037-4. Si l’une
des qualités de rayonnements mentionnées dans l’ISO 4037-1:2019, Tableau 1, n’apparaît pas dans l’un
des tableaux des coefficients de conversion recommandés de h* (10; U) et h (10, U, α), cela signifie
K pK
qu’aucune valeur fiable ne peut être recommandée.
NOTE Pour les faibles énergies de photons, de petites différences de distributions en énergie peuvent
entraîner des changements significatifs des valeurs numériques de ces coefficients de conversion puisque
la contribution dominante au kerma dans l’air provient de la partie basse énergie du spectre, tandis que la
contribution dominante à H*(10) et H (10) provient de la partie haute énergie du spectre, voir la Référence [4].
p
Des différences entre les distributions en énergie produites par différentes installations peuvent résulter de
divers facteurs, par exemple l’angle d’anode, l’érosion de l’anode, la présence de tungstène évaporé sur la fenêtre
du tube, la mise en place d’une chambre moniteur à transmission dans le faisceau, les écarts d’épaisseur des
filtres par rapport aux valeurs nominales, la longueur du trajet du rayonnement dans l’air entre le foyer du tube
et le point de mesure ainsi que la pression atmosphérique au moment de la mesure. Tous ces points sont examinés
dans l’ISO 4037-4.
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4.1.3 Point de mesure et point de référence
Les mesurages doivent être effectués en positionnant le point de référence du dosimètre au point de
mesure. Il convient que le point de référence et la direction de référence du dosimètre à soumettre à
essai soient définis par le fabricant conformément à l’ISO 29661 ou qu’ils soient établis par un accord
entre le fabricant et le laboratoire d’essai. Il convient de matérialiser le point de référence sur l’extérieur
du dosimètre. Si cela s’avère impossible, il convient d’indiquer le point de référence dans les documents
d’accompagnement fournis avec l’instrument. Toutes les distances mentionnées entre la source de
rayonnement et le dosimètre doivent être prises entre l’axe de symétrie de la source de rayonnement et
le point de référence du dosimètre.
En l’absence d’information sur le point de référence ou sur la direction de référence du dosimètre à
soumettre à essai, ces paramètres doivent être fixés par le laboratoire d’essai. Ils doivent être clairement
mentionnés dans le certificat d’essai.
NOTE Dans le cas de sources ponctuelles et en l’absence de rayonnement diffusé et d’absorption des
photons, le débit de dose change selon l’inverse du carré de la distance R. Une erreur de positionnement du point
de référence du dosimètre dans le faisceau d’une quantité R dans la direction du faisceau entraîne une erreur
relative du coefficient d’étalonnage de 2ΔR/R à la distance R. Un défaut d’alignement de Δr dans une direction
perpendiculaire à l’axe du faisceau produit une erreur relative de (Δr/R) . En présence de rayonnement diffusé et
pour des sources de dimensions finies, les approximations ci-dessus se limitent aux valeurs de ΔR ou Δr petites
par rapport à R.
4.1.4 Axes de rotation
Pour étudier l’effet de la direction d’incidence du rayonnement, une rotation du dosimètre de zone ou
de l’ensemble dosimètre individuel-fantôme peut être nécessaire. La variation de la réponse avec la
direction d’incidence du rayonnement doit être examinée par rotation autour d’au moins deux axes du
dosimètre. Si deux axes sont utilisés, les directions des axes doivent être mutuellement perpendiculaires.
Les axes de rotation doivent passer par le point de référence du dosimètre. La géométrie est décrite à la
Figure 1.
4.1.5 État du dosimètre à étalonner
Avant d’entreprendre toute opération d’étalonnage, le dosimètre doit être vérifié pour s’assurer qu’il
est en bon état de fonctionnement et exempt de toute contamination radioactive. La procédure de
mise en service et le mode opératoire du dosimètre doivent être réalisés conformément au manuel
d’instructions.
4.1.6 Effets associés aux parcours des électrons
Les électrons d’énergies supérieures à 65 keV, 0,75 MeV et 2,1 MeV peuvent seulement traverser
[5]
respectivement 0,07 mm, 3 mm et 10 mm de tissu ICRU; voir le Rapport 56 de l’ICRU . Dans les
champs de rayonnement de référence des photons, capables de produire des électrons secondaires de
ces énergies ou supérieures, la valeur de la grandeur et l’indication du dosimètre dépendent des effets
associés aux parcours des élec
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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