ISO 13166:2020

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13166
Second edition
2020-08
Water quality — Uranium isotopes —
Test method using alpha-spectrometry
Qualité de l'eau — Isotopes de l'uranium — Méthode d'essai par
spectrométrie alpha
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 1
4 Principle . 2
5 Chemical reagents and equipment . 3
5.1 General . 3
5.2 Chemical reagents . 3
5.3 Equipment . 4
6 Sampling and samples . 4
6.1 Sampling . 4
6.2 Sample storage . 4
7 Separation and measurement . 5
7.1 Chemical steps . 5
7.2 Measurement . 5
7.2.1 Quality control . 5
7.2.2 Chemical yield . 5
7.2.3 Background. 5
8 Expression of results . 6
8.1 Spectrum analysis . 6
8.2 Calculation of activity concentration . 6
8.3 Standard uncertainty . 6
8.4 Decision threshold . 7
8.5 Detection limit . 7
8.6 Limits of the coverage interval . 8
8.6.1 Limits of the probabilistically symmetric coverage interval. 8
8.6.2 The shortest coverage interval . 8
9 Test report . 9
Annex A (informative) Chemical separation of uranium .10
Annex B (informative) Precipitation of the source by electrodeposition .13
Annex C (informative) Preparation of the source by coprecipitation .16
Annex D (informative) Occurrence of uranium isotopes .18
Bibliography .19
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 3,
Radiological methods.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13166:2014), of which it constitutes a
minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— update of the common introduction;
— update of the text considering the new ISO 11929 series published in 2019.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2020 – All rights reserved

Introduction
Radioactivity from several naturally occurring and anthropogenic sources is present throughout
the environment. Thus, water bodies (e.g. surface waters, ground waters, sea waters) can contain
radionuclides of natural, human-made, or both origins:
40 3 14
— Natural radionuclides, including K, H, C, and those originating from the thorium and uranium
226 228 234 238 210
decay series, in particular Ra, Ra, U, U, and Pb, can be found in water for natural reasons
(e.g. desorption from the soil and wash off by rain water) 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
curium), H, C, Sr, and gamma emitting radionuclides can also be found in natural waters.
Small quantities of these radionuclides are discharged from nuclear fuel cycle facilities into the
environment as the result of authorized routine releases. Some of these radionuclides used for
medical and industrial applications are also released into the environment after use. Anthropogenic
radionuclides are also found in waters as a result of past fallout contaminations resulting from
the explosion in the atmosphere of nuclear devices and accidents such as those that occurred in
Chernobyl and Fukushima.
Radionuclide activity concentration in water bodies can vary according to local geological
characteristics, and climatic conditions and can be locally and temporally enhanced by releases from
[1]
nuclear installation during planned, existing and emergency exposure situations . Drinking-water
may thus contain radionuclides at activity concentrations which could present a risk to human health.
The radionuclides present in liquid effluents are usually controlled before being discharged into
[2]
the environment and water bodies. Drinking water is monitored for its radioactivity content as
[3]
recommended by the World Health Organization (WHO) so that proper actions can be taken to ensure
that there is no adverse health effects to the public. Following these international recommendations,
national regulation usually specify radionuclide authorized concentration limits for liquid effluent
discharged to the environment and radionuclide guidance levels for water bodies and drinking waters
for planned, existing and emergency exposure situations. Compliance with these limits can be assessed
using measurement results with their associated uncertainties as specified by ISO/IEC Guide 98-3 and
[4]
ISO 5667-20 .
Depending on the exposure situation, there are different limits and guidance levels that would result
in an action to reduce health risk. As an example, during a planned or existing situation, the WHO
238 234 -1
guidance level in drinking water for U and U is 10 and 1 Bq · l , respectively. The provisional
-1
guideline value for the concentration of uranium in drinking water is 30 μg · l based on its chemical
toxicity, which is predominant compared with its radiological toxicity.
NOTE 1 The guidance level is the activity concentration with an intake of 2 l/d of drinking water for one year
that results in an effective dose of 0,1 mSv/a for members of the public. This is an effective dose that represents a
[3]
very low level of risk and which is not expected to give rise to any detectable adverse health effects .
[5]
In the event of a nuclear emergency, the WHO Codex Guideline Levels mentioned that the activity
concentration might be greater.
NOTE 2 The Codex guidelines levels (GLs) apply to radionuclides contained in foods destined for human
consumption and traded internationally, which have been contaminated following a nuclear or radiological
emergency. These GLs apply to food after reconstitution or as prepared for consumption, i.e., not to dried or
concentrated foods, and are based on an intervention exemption level of 1 mSv in a year for members of the
[5]
public (infant and adult) .
Thus, the test method can be adapted so that the characteristic limits, decision threshold, detection
limit and uncertainties ensure that the radionuclide activity concentrations test results can be verified
to be below the guidance levels required by a national authority for either planned/existing situations
[6][7]
or for an emergency situation .
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13166
Deuxième édition
2020-08
Qualité de l'eau — Isotopes de
l'uranium — Méthode d'essai par
spectrométrie alpha
Water quality — Uranium isotopes — Test method using alpha-
spectrometry
Numéro de référence
©
ISO 2020
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant‑propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
4 Principe . 2
5 Réactifs chimiques et matériel . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Réactifs chimiques . 4
5.3 Matériel . 4
6 Échantillonnage et échantillons . 4
6.1 Échantillonnage . 4
6.2 Conservation des échantillons . . 5
7 Séparation et mesurage . 5
7.1 Étapes chimiques . 5
7.2 Mesurage . 5
7.2.1 Contrôle de la qualité . 5
7.2.2 Rendement chimique . 5
7.2.3 Bruit de fond . 5
8 Expression des résultats. 6
8.1 Analyse du spectre . 6
8.2 Calcul de l’activité volumique. 6
8.3 Incertitude-type . 6
8.4 Seuil de décision . 7
8.5 Limite de détection . 7
8.6 Limites des intervalles élargis . 8
8.6.1 Limites de l’intervalle élargi probabilistiquement symétrique . 8
8.6.2 Intervalle élargi le plus court . 8
9 Rapport d’essai . 9
Annexe A (informative) Séparation chimique de l’uranium .10
Annexe B (informative) Préparation de la source par électrodéposition .14
Annexe C (informative) Préparation de la source par co‑précipitation .17
Annexe D (informative) Occurrence des isotopes de l’uranium .19
Bibliographie .20
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 www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité
SC 3, Mesurages de la radioactivité.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13166:2014), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications apportées par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— mise à jour de l’introduction commune;
— mise à jour du texte suite à la publication de la série de normes ISO 11929 publiées en 2019.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés

Introduction
La radioactivité provenant de sources d’origine naturelle et anthropique est présente partout dans
l’environnement. Par conséquent, les masses d’eau (par exemple eaux de surface, eaux souterraines, eau
de mer) peuvent contenir des radionucléides d’origine naturelle et/ou engendrés par l’homme:
40 3 14
— les radionucléides naturels, y compris K, H et C, et ceux provenant des chaînes de désintégration
226 228 234 238 210
du thorium et de l’uranium, notamment Ra, Ra, U, U et Pb, peuvent se trouver dans l’eau
pour des raisons naturelles (par exemple, désorption par le sol et lessivage par les eaux pluviales) ou
peuvent être libérés par des processus technologiques impliquant des matériaux radioactifs existant
à l’état naturel (par exemple, extraction minière et traitement de sables minéraux ou production et
utilisation d’engrais phosphatés);
— les radionucléides artificiels, tels que les éléments transuraniens (américium, plutonium, neptunium,
3 14 90
curium), H, C, Sr et des radionucléides émetteurs gamma peuvent aussi se trouver dans les eaux
naturelles. De faibles quantités de ces radionucléides sont rejetées dans l’environnement dans le
cadre de rejets réguliers autorisés par les installations en lien avec le cycle du combustible nucléaire.
Certains de ces radionucléides, utilisés dans le cadre d’applications médicales et industrielles, sont
également libérés dans l’environnement après usage. Les radionucléides anthropiques peuvent
également se trouver dans l’eau du fait de la pollution par retombées d’éléments radioactifs rejetés
dans l’atmosphère lors de l’explosion de dispositifs nucléaires ou lors d’accidents nucléaires tels que
Tchernobyl et Fukushima.
L’activité volumique d’un radionucléide dans les masses d’eau peut varier selon les caractéristiques
géologiques et les conditions climatiques locales, et peut augmenter temporairement au niveau
local suite aux rejets d’installations nucléaires lors de situations d’exposition prévues, existantes
[1]
ou d’urgence . L’eau potable peut donc contenir des radionucléides dont l’activité volumique est
susceptible de présenter un risque pour la santé humaine.
Les radionucléides présents dans les effluents liquides sont généralement contrôlés avant leur rejet
[2]
dans l’environnement et les masses d’eau. La teneur en radioactivité de l’eau potable est surveillée
[3]
conformément aux recommandations de l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) afin de pouvoir
prendre les mesures nécessaires pour garantir l’absence d’effets indésirables sur la santé publique.
Suite à ces recommandations internationales, la réglementation nationale précise habituellement
les concentrations limites de radionucléides autorisées pour les effluents liquides rejetés dans
l’environnement ainsi que les limites indicatives de radionucléides pour les masses d’eau et les eaux de
boisson lors de situations d’exposition prévues, existantes ou d’urgence. Le respect de ces limites peut
être vérifié à l’aide de résultats de mesurage et des incertitudes associées obtenus conformément au
[4]
Guide ISO/IEC 98-3 et à l’ISO 5667-20 .
En fonction de la situation à l’origine de l’exposition, il existe plusieurs limites et niveaux recommandés
susceptibles de déclencher une action visant à réduire le risque sanitaire. Par exemple, lors d’une
238 234
situation prévue ou existante, la limite indicative concernant l’activité volumique de U et U dans
-1
l’eau potable, conformément aux recommandations de l’OMS, est respectivement de 10 et 1 Bq· l . La
-1
limite indicative provisoire concernant la concentration en uranium dans l’eau potable est de 30 μg · l ,
en se basant sur sa toxicité chimique, qui est prédominante par rapport à sa toxicité radiologique.
NOTE 1 La limite indicative correspond à l’activité volumique avec incorporation de 2 l/j d’eau potable pendant
1 an, aboutissant à une dose efficace de 0,1 mSv/an pour les personnes du public. Cette dose efficace présente
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13166
Deuxième édition
2020-08
Qualité de l'eau — Isotopes de
l'uranium — Méthode d'essai par
spectrométrie alpha
Water quality — Uranium isotopes — Test method using alpha-
spectrometry
Numéro de référence
©
ISO 2020
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© ISO 2020
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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Sommaire Page
Avant‑propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
4 Principe . 2
5 Réactifs chimiques et matériel . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Réactifs chimiques . 4
5.3 Matériel . 4
6 Échantillonnage et échantillons . 4
6.1 Échantillonnage . 4
6.2 Conservation des échantillons . . 5
7 Séparation et mesurage . 5
7.1 Étapes chimiques . 5
7.2 Mesurage . 5
7.2.1 Contrôle de la qualité . 5
7.2.2 Rendement chimique . 5
7.2.3 Bruit de fond . 5
8 Expression des résultats. 6
8.1 Analyse du spectre . 6
8.2 Calcul de l’activité volumique. 6
8.3 Incertitude-type . 6
8.4 Seuil de décision . 7
8.5 Limite de détection . 7
8.6 Limites des intervalles élargis . 8
8.6.1 Limites de l’intervalle élargi probabilistiquement symétrique . 8
8.6.2 Intervalle élargi le plus court . 8
9 Rapport d’essai . 9
Annexe A (informative) Séparation chimique de l’uranium .10
Annexe B (informative) Préparation de la source par électrodéposition .14
Annexe C (informative) Préparation de la source par co‑précipitation .17
Annexe D (informative) Occurrence des isotopes de l’uranium .19
Bibliographie .20
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 www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité
SC 3, Mesurages de la radioactivité.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13166:2014), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications apportées par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— mise à jour de l’introduction commune;
— mise à jour du texte suite à la publication de la série de normes ISO 11929 publiées en 2019.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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Introduction
La radioactivité provenant de sources d’origine naturelle et anthropique est présente partout dans
l’environnement. Par conséquent, les masses d’eau (par exemple eaux de surface, eaux souterraines, eau
de mer) peuvent contenir des radionucléides d’origine naturelle et/ou engendrés par l’homme:
40 3 14
— les radionucléides naturels, y compris K, H et C, et ceux provenant des chaînes de désintégration
226 228 234 238 210
du thorium et de l’uranium, notamment Ra, Ra, U, U et Pb, peuvent se trouver dans l’eau
pour des raisons naturelles (par exemple, désorption par le sol et lessivage par les eaux pluviales) ou
peuvent être libérés par des processus technologiques impliquant des matériaux radioactifs existant
à l’état naturel (par exemple, extraction minière et traitement de sables minéraux ou production et
utilisation d’engrais phosphatés);
— les radionucléides artificiels, tels que les éléments transuraniens (américium, plutonium, neptunium,
3 14 90
curium), H, C, Sr et des radionucléides émetteurs gamma peuvent aussi se trouver dans les eaux
naturelles. De faibles quantités de ces radionucléides sont rejetées dans l’environnement dans le
cadre de rejets réguliers autorisés par les installations en lien avec le cycle du combustible nucléaire.
Certains de ces radionucléides, utilisés dans le cadre d’applications médicales et industrielles, sont
également libérés dans l’environnement après usage. Les radionucléides anthropiques peuvent
également se trouver dans l’eau du fait de la pollution par retombées d’éléments radioactifs rejetés
dans l’atmosphère lors de l’explosion de dispositifs nucléaires ou lors d’accidents nucléaires tels que
Tchernobyl et Fukushima.
L’activité volumique d’un radionucléide dans les masses d’eau peut varier selon les caractéristiques
géologiques et les conditions climatiques locales, et peut augmenter temporairement au niveau
local suite aux rejets d’installations nucléaires lors de situations d’exposition prévues, existantes
[1]
ou d’urgence . L’eau potable peut donc contenir des radionucléides dont l’activité volumique est
susceptible de présenter un risque pour la santé humaine.
Les radionucléides présents dans les effluents liquides sont généralement contrôlés avant leur rejet
[2]
dans l’environnement et les masses d’eau. La teneur en radioactivité de l’eau potable est surveillée
[3]
conformément aux recommandations de l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) afin de pouvoir
prendre les mesures nécessaires pour garantir l’absence d’effets indésirables sur la santé publique.
Suite à ces recommandations internationales, la réglementation nationale précise habituellement
les concentrations limites de radionucléides autorisées pour les effluents liquides rejetés dans
l’environnement ainsi que les limites indicatives de radionucléides pour les masses d’eau et les eaux de
boisson lors de situations d’exposition prévues, existantes ou d’urgence. Le respect de ces limites peut
être vérifié à l’aide de résultats de mesurage et des incertitudes associées obtenus conformément au
[4]
Guide ISO/IEC 98-3 et à l’ISO 5667-20 .
En fonction de la situation à l’origine de l’exposition, il existe plusieurs limites et niveaux recommandés
susceptibles de déclencher une action visant à réduire le risque sanitaire. Par exemple, lors d’une
238 234
situation prévue ou existante, la limite indicative concernant l’activité volumique de U et U dans
-1
l’eau potable, conformément aux recommandations de l’OMS, est respectivement de 10 et 1 Bq· l . La
-1
limite indicative provisoire concernant la concentration en uranium dans l’eau potable est de 30 μg · l ,
en se basant sur sa toxicité chimique, qui est prédominante par rapport à sa toxicité radiologique.
NOTE 1 La limite indicative correspond à l’activité volumique avec incorporation de 2 l/j d’eau potable pendant
1 an, aboutissant à une dose efficace de 0,1 mSv/an pour les personnes du public. Cette dose efficace présente
...