ISO 6980-2:2004
(Main)Nuclear energy — Reference beta-particle radiation — Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field
Nuclear energy — Reference beta-particle radiation — Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field
ISO 6980-2:2004 specifies methods for the measurement of the directional absorbed-dose rate in a tissue-equivalent slab phantom in the ISO 6980 reference beta-particle radiation fields. The energy range of the beta-particle-emitting isotopes covered by these reference radiations is 0,066 to 3,54 MeV (maximum energy). Radiation energies outside this range are beyond the scope of this standard. While measurements in a reference geometry (depth of 0,07 mm at perpendicular incidence in a tissue-equivalent slab phantom) with a reference class extrapolation chamber are dealt with in detail, the use of other measurement systems and measurements in other geometries are also described, although in less detail. The ambient dose equivalent, H*(10) as used for area monitoring of strongly penetrating radiation is not an appropriate quantity for any beta radiation, even for that penetrating a 10 mm thick layer of ICRU tissue (i.e. Emax greater than 2 MeV). If adequate protection is provided at 0,07 mm, only rarely will one be concerned with other depths, for example 3 mm. ISO 6980-2:2004 is geared towards organizations wishing to establish reference-class dosimetry capabilities for beta particles, and serves as a guide to the performance of dosimetry with the reference class extrapolation chamber for beta-particle dosimetry in other fields. Guidance is also provided on the statement of measurement uncertainties.
Énergie nucléaire — Rayonnements bêta de référence — Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs fondamentales caractérisant le champ du rayonnement
L'ISO 6980-2:2004 précise les méthodes de mesure du débit de dose directionnel absorbé par un fantôme-plaque équivalent aux tissus dans les champs de rayonnements bêta de référence ISO 6980. La gamme d'énergie des isotopes émettant des particules bêta couverte par ces rayonnements de référence est comprise entre 0,066 et 3,54 MeV (énergie maximale). Les écarts par rapport à ces sources sont hors du domaine d'application de la présente norme. Alors que les mesures dans une géométrie de référence (profondeur de 0,07 mm à une incidence perpendiculaire dans un fantôme-plaque équivalent aux tissus) avec une chambre à extrapolation de référence sont traitées en détail, l'utilisation d'autres systèmes de mesure et les mesures dans d'autres géométries sont également décrites, mais de façon moins détaillée. L'équivalent de dose ambiant, H*(10) tel qu'utilisé pour la surveillance de zone des rayonnements fortement pénétrants n'est pas une grandeur appropriée pour des rayonnements bêta, même celui qui pénètre une couche de 10 mm d'épaisseur de tissus ICRU (c'est-à-dire Emax > 2 MeV). Si une protection adéquate est assurée à 0,07 mm, on ne sera que rarement concerné par d'autres profondeurs, par exemple 3 mm. L'ISO 6980-2:2004 est destinée à des organisations qui souhaitent établir des capacités dosimétriques de référence pour les particules bêta et elle sert de guide pour la réalisation de la dosimétrie avec la chambre à extrapolation de référence pour la dosimétrie des particules bêta dans d'autres domaines. Des indications sont également fournies sur l'expression des incertitudes de mesure.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6980-2
Première edition
2004-10-15
Nuclear energy — Reference beta-particle
radiation —
Part 2:
Calibration fundamentals related to basic
quantities characterizing the radiation
field
Énergie nucléaire — Rayonnements bêta de référence —
Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs
fondamentales caractérisant le champ du rayonnement
Reference number
ISO 6980-2:2004(E)
©
ISO 2004
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2004
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2004 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Calibration and traceability of reference radiation fields . 4
5 General principles for calibrations of radionuclide beta-particle fields. 5
5.1 General. 5
5.2 Scaling to derive equivalent thicknesses of various materials. 5
5.3 Characterization of the radiation field in terms of penetrability . 6
6 Calibration procedures using the extrapolation chamber. 6
6.1 General. 6
6.2 Determination of the reference beta-particle absorbed-dose rate. 7
7 Calibrations with other measurement devices . 8
7.1 Calibrations with thermoluminescence dosemeters. 8
7.2 Calibrations with thermally stimulated exo-electron emission dosemeters . 8
7.3 Calibrations with ionization chambers . 8
7.4 Calibrations with scintillator detectors. 9
8 Measurements at non-perpendicular incidence . 9
9 Uncertainties . 9
Annex A (informative) List of symbols . 16
Annex B (normative) Extrapolation chamber measurements. 19
Annex C (normative) Extrapolation chamber measurement correction factors. 23
Annex D (informative) Example of an uncertainty analysis . 31
Bibliography . 35
© ISO 2004 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 6980-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,
Radiation protection. It is the second of a set of three standards concerning the production, calibration and
use of beta-particle reference radiation fields for the calibration of dosemeters and dose-rate meters for
protection purposes. The first standard in this series, ISO 6980-1 (being prepared), describes the methods of
production and characterization of the reference radiation. The third standard in the series, ISO 6980-3 (being
prepared), describes procedures for the calibration of dosemeters and dose-rate meters and the determination
of their response as a function of beta energy and angle of incidence. This standard, the second in the series,
supersedes ISO 6980:1996 and expands upon the calibration information provided in it. This standard
describes procedures for the determination of absorbed-dose rate to a reference depth of tissue from beta-
particle reference radiation fields.
ISO 6980 consists of the following parts, under the general title Nuclear energy — Reference beta-particle
radiation:
Part 1: Method of production
Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities characterizing the radiation field
Part 3: Calibration of area and personal dosimeters and determination of their response as a function of
energy and angle of incidence
iv © ISO 2004 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6980-2:2004(E)
Nuclear energy — Reference beta-particle radiation —
Part 2:
Calibration fundamentals related to basic quantities
characterizing the radiation field
1 Scope
This part of ISO 6980 specifies methods for the measurement of the directional absorbed-dose rate in a
tissue-equivalent slab phantom in the ISO 6980 reference beta-particle radiation fields. The energy range of
the beta-particle-emitting isotopes covered by these reference radiations is 0,066 to 3,54 MeV (maximum
energy). Radiation energies outside this range are beyond the scope of this standard. While measurements in
a reference geometry (depth of 0,07 mm at perpendicular incidence in a tissue-equivalent slab phantom) with
a reference class extrapolation chamber are dealt with in detail, the use of other measurement systems and
measurements in other geometries are also described, although in less detail. The ambient dose equivalent,
H*(10) as used for area monitoring of strongly penetrating radiation, is not an appropriate quantity for any beta
radiation, even for that penetrating a 10 mm thick layer of ICRU tissue (i.e. E > 2 MeV). If adequate
max
protection is provided at 0,07 mm, only rarely will one be concerned with other depths, for example 3 mm.
This document is geared towards organizations wishing to establish reference-class dosimetry capabilities for
beta particles, and serves as a guide to the performance of dosimetry with the reference class extrapolation
chamber for beta-particle dosimetry in other fields. Guidance is also provided on the statement of
measurement uncertainties.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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.
VIM:1993, International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology, second edition BIPM, IEC,
IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML
ISO 6980:1996, Reference beta radiations for calibrating dosemeters and dose-rate meters and for
determining their response as a function of beta-radiation energy
ICRU 31:1979, Average Energy Required to Produce an Ion Pair
ICRU 37:1984, Stopping Powers for Electrons and Positrons
ICRU 39:1985, Determination of Dose Equivalents Resulting from External Radiation Sources
ICRU 44:1989, Tissue Substitutes in Radiation Dosimetry and Measurement
ICRU 51:1993, Quantities and Units in Radiation Protection Dosimetry
ICRU 56:1997, Dosimetry of External Beta Rays for Radiation Protection
© ISO 2004 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ICRU Report 51, the International
Vocabulary VIM:1993 and the following apply.
3.1
extrapolation curve
curve given by a plot of the corrected ionization current versus the extrapolation chamber depth
3.2
ICRU tissue
−3
material with a density of 1 g⋅cm and a mass composition of 76,2 % oxygen, 10,1 % hydrogen, 11,1 %
carbon, and 2,6 % nitrogen (see ICRU Report 39)
3.3
ionization chamber
ionizing radiation detector consisting of a chamber filled with a suitable gas (almost always air), in which an
electric field, insufficient to induce gas multiplication, is provided for the collection at the electrodes of charges
associated with the ions and electrons produced in the measuring volume of the detector by ionizing radiation
NOTE The ionization chamber includes the measuring volume, the collecting and polarizing electrodes, the guard
electrode, if any, the chamber wall, the parts of the insulator adjacent to the sensitive volume and any additional material
placed over the ionization chamber to simulate measurement at depth.
3.3.1
extrapolation (ionization) chamber
ionization chamber capable of having an ionization volume which is continuously variable to a vanishingly
small value by changing the separation of the electrodes and which allows the user to extrapolate the
measured ionization density to zero collecting volume
3.4
ionization density
ratio of measured ionization per unit volume of air
3.5
leakage current
Ι
B
ionization chamber current measured at the operating bias in the absence of radiation
3.6
maximum beta energy
E
max
highest value of the energy of beta particles emitted by a particular nuclide which may emit one or several
continuous spectra of beta particles with different maximum energies
3.7
parasitic current
Ι
p
negative current produced by beta particles stopped in the collecting portion of the collecting electrode and
diffusing to this electrode and the wire connecting this electrode to the electrometer connector
3.8
phantoms
objects constructed to simulate the scattering and attenuation properties of the human body
NOTE In principle, the ISO water slab phantom, ISO rod phantom or the ISO pillar phantom should be used [19]. For
the purposes of this standard, however, a polymethylmethacrylate (PMMA) slab, 10 cm × 10 cm in cross-sectional area by
5 cm thick, is sufficient to simulate the backscattering properties of the trunk of the human body, while tissue-equivalent
materials such as polyethylene terephthalate (PET) are sufficient to simulate the attenuation properties of human tissue
(see 5.2).
2 © ISO 2004 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
3.9
reference conditions
conditions which represent the set of influence quantities for which the calibration factor is valid without any
correction
NOTE 1 The reference conditions for the quantity to be measured may be chosen freely in agreement with the
properties of the instrument to be calibrated. The quantity to be measured is not an influence quantity.
NOTE 2 For the purposes of this International Standard, the reference values for temperature, atmospheric pressure
and relative humidity are as follows:
ambient temperature: T = 293,15 K
0
atmospheric pressure: p = 101,3 kPa
0
relative humidity: r = 0,65
0
3.10
reference point of a dosemeter
point which is placed at the point of test for calibrating or testing purposes
NOTE 1 The point of test is the location of the reference point of the extrapolation chamber at which the conventionally
true value is determined during calibration.
NOTE 2 The distance of measurement refers to the distance between the radiation source and the reference point of
the dosemeter.
3.10.1
reference point of the extrapolation chamber
point to which the measurement of the distance from the radiation source to the chamber at a given
orientation refers; the reference point is the centre of the back surface of the high-voltage electrode of the
chamber
3.11
reference absorbed dose
D
R
personal absorbed dose, D (0,07), in a slab phantom made of ICRU tissue with an orientation of the phantom
p
in which the normal to the phantom surface coincides with the (mean) direction of the incident radiation
NOTE 1 The personal absorbed dose D (0,07) is defined in ICRU Report 51. For the purposes of this standard, this
p
definition is extended to a slab phantom.
NOTE 2 The slab phantom is approximated with sufficient accuracy by the material surrounding the standard
instrument (extrapolation chamber) used for the measurement of the beta radiation field.
NOTE 3 D is approximated with sufficient accuracy by the directional absorbed dose in the ICRU sphere, D' (0,07, 0°).
R
3.11.1
reference beta-particle absorbed dose
D
Rβ
reference absorbed dose, D , at a depth of 0,07 mm due only to beta particles
R
NOTE As a first approximation, the ratio D /D is given by the bremsstrahlung correction k (see C.3).
Rβ R br
3.12
residual maximum energy
E
res
highest value of the energy of a beta-particle spectrum at the calibration distance after having been modified
by scatter and absorption
© ISO 2004 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
3.13
standard test conditions
range of values of a set of influence quantities under which a calibration or a determination of response is
carried out
NOTE 1 Ideally, calibrations should be carried out under reference conditions. As this is not always achievable (e.g. for
ambient air pressure) or convenient (e.g. for ambient temperature), a (small) interval around the reference values may be
used. The deviations of the calibration factor from its value under reference conditions caused by these deviations should,
in principle, be corrected for. In practice, the uncertainty aimed at serves as a criterion to determine if an influence quantity
has to be taken into account by an explicit correction or whether its effect may be incorporated into the uncertainty. During
type tests, all values of influence quantities which are not the subject of the test are fixed within the interval of the standard
test conditions.
NOTE 2 The range of values for ambient temperature, atmospheric pressure and relative humidity are as follows:
ambient temperature: T = 291,15 to 295,15 K
ambient pressure: p = 86 to 106 kPa
relative humidity: r = 0,30 to 0,75
Working outside this range may result in reduced accuracy.
3.14
tissue equivalence
property of a material which approximates the radiation attenuation and scattering properties of ICRU tissue
3.15
transmission factor, T (ρ d ; α)
m m m
ratio of absorbed dose, D (ρ d ; α), in medium m at an areal depth, ρ d , and angle of radiation incidence,
m m m m m
α, to absorbed dose, D (0; 0°), at the surface of a phantom
m
3.15.1
tissue transmission factor, T (ρ d ; α)
t t t
ratio of absorbed dose, D (ρ d ; α), in ICRU tissue at an areal depth, ρ d , and angle of radiation incidence, α,
t t t t t
to absorbed dose, D (0; 0°), at the surface of an ICRU tissue slab phantom
t
3.16
zero point
reading of the extrapolation chamber depth indicator which corresponds to a chamber depth of zero, or no
separation of the electrodes
4 Calibration and traceability of reference radiation fields
The reference absorbed-dose rate of a radiation field established for a calibration in accordance with this
standard shall be traceable to a recognized national standard. The method used to provide this calibration link
is achieved through utilization of a transfer standard. This may be a radionuclide source or an approved
transfer standard instrument. The calibration of the field is valid in exact terms only at the time of the
calibration, and thereafter must be inferred, for example, from a knowledge of the half-life and isotopic
composition of the radionuclide source.
The measurement technique used by a calibration laboratory for calibrating a beta-particle measuring device
shall also be approved as required by national regulations. An instrument of the same, or similar, type to that
routinely calibrated by the calibration laboratory shall be calibrated by both a reference laboratory recognized
by a country’s approval body or institution, and the calibration laboratory. These measurements shall be
performed within each laboratory using its own approved calibration methods. In order to demonstrate that
adequate traceability has been achieved, the calibration laboratory should obtain the same calibration factor,
within agreed-upon limits, as that obtained in the reference laboratory. The use by the calibration laboratory of
standardized sources and holders which have been calibrated in a national reference laboratory is sufficient to
guarantee traceability to the national standard.
4 © ISO 2004 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
The frequency of a field calibration should be such that there is reasonable confidence that its value will not
move outside the limits of its specification between successive calibrations. The calibration of the
laboratory-approved transfer instrument, and the check on the measurement techniques used by the
calibration laboratory should be carried out at least every five years, or whenever there are significant
changes in the laboratory environment or as required by national regulations.
For calibrations using beta-particle fields produced by radionuclide sources, traceability shall be provided
either by using a radionuclide source whose reference absorbed-dose rate has been determined by a
reference laboratory, or by determining the reference absorbed-dose rate at the instrument test position using
an agreed-upon transfer instrument, calibrated at a reference laboratory.
5 General principles for calibrations of radionuclide beta-particle fields
5.1 General
Area and personal doses from beta-particle radiation are often difficult to measure because of their marked
non-uniformity over the skin and variation with depth. In order to correctly measure the absorbed-dose rate at
a point in a phantom in a beta-particle field, one needs a very small detector with very similar absorption and
scattering characteristics as the medium of which the phantom is composed. Since there is no ideal detector,
recourse shall be made to compromise both in detector size and composition. The concepts of “scaling factor”
and “transmission factor” are helpful to account for these compromises.
5.2 Scaling to derive equivalent thicknesses of various materials
Scaling factors have been developed by Cross [1] to relate the absorbed dose determined in one material to
that in another. These were developed from the observation that, for relatively high-energy beta-particle
sources, dose distributions in different media have the same shape, differing only by a scaling factor, which
Cross denoted as η. Originally observed in the comparison of beta ray attenuation curves in different media,
where η , the scaling factor from medium m to air, was determined from the ratios of measured attenuation,
m,a
the concept has been extended such that, for a plane source of infinite lateral extent, whether isotropic or a
parallel beam, the absorbed dose at an areal depth ρ d in medium m1 is related to the absorbed dose, in
m1 m1
medium m2, at the same areal depth ρ d , but scaled to η ρ d , by
m2 m2 m1,m2 m2 m2
Ddρη=⋅Dη ρd =η ⋅Dη ρd (1)
()
() ( )
m1 m1 m1 m1,m2 m2 m1,m2 m2 m2 m1,m2 m2 m1,m2 m1 m1
provided that
ρρdd= (2)
m1 m1 m2 m2
η is defined as the scaling factor from medium m1 to medium m2. It should be noted that the scaling
m1,m2
factors are ratios, so that η = 1/η and η = η η .
m1,m2 m2,m1 m1,m3 m1,m2 m2,m3
The user should be cautioned that this concept has been demonstrated only for materials of Z or effective
atomic number, Z , less than 18. Values of η calculated for various materials relative to tissue are shown
m
m,t
in Table 1 [2].
If we let m2 be tissue, and m1 be a medium m, Equation 1 reduces to
DρηdD=⋅ηρd (3)
() ()
m m m m,t t m,t m m
If we consider another depth, d′ in medium m, one obtains a similar equation
m
′′
DρηdD=⋅ηρd (4)
() ()
m m m m,t t m,t m m
© ISO 2004 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
The ratio of the absorbed dose at an arbitrary depth to that at the surface (d′ = 0) is defined as the
m
transmission factor. Thus, making this substitution and dividing Equation 3 by Equation 4, we have
Ddηρ
Ddρ
() ()
tm,t mm
mmm
Tdρ== (5)
()
mmm
DD(0) (0)
mt
or
Tdρη=T ρd (6)
()
()
mm m t m,t mm
The transmission through a layer of thickness of tissue, η ρ d , in tissue is equal to the transmission
m,t m m
through a layer of thickness of medium m, ρ d , in medium m. Thus the thickness ρ d is said to be
m m m m
equivalent to tissue with a thickness of η ρ d since the transmissions are equal. We can define the
m,t m m
m
equivalent tissue thickness d as
t
m −1
dd=ηρ ρ (7)
tm,tmmt
In general the dose and the transmission factors are functions of both the depth and angle of incidence in a
medium. When they are expressed as above with no angle given, the angle is to be taken as 0°.
5.3 Characterization of the radiation field in terms of penetrability
The transmission function, T (ρ d; α), is an important parameter of the beta-particle reference radiation field.
t t
Because of the finite thickness of all detectors used to measure absorbed-dose rate, it is necessary to
characterize the radiation field in terms of penetrability before it can be properly calibrated. Since the energy
fluence of the beta particles in a field changes as the beta particles penetrate the medium, the determination
of the relative dose as a function of depth (or depth-dose function) in a medium shall be performed with a
detector which is not sensitive to this change in energy fluence. For this reason, the relative depth-dose
function shall be determined with a thin (2 mm or less) air ionization chamber. A recommended method for
making this determination with the extrapolation chamber is given in reference [24]. The depth-dose functions
are then used to construct transmission functions, examples of which are shown in Figure 1. The measured
transmission functions, in conjunction with the calculated equivalent tissue thicknesses described above, can
be used to determine corrections in the measured absorbed-dose rate to account for finite detector size and
non-medium equivalence of the detector material. They can also be used to account for variations in the
absorbed-dose rate at the reference point due to variations in the air density between the source and the
reference point, and for attenuation in non-tissue material in front of the detector (see Annex C).
For thick detectors, one must account for the fact that the absorbed-dose rate is averaged over the volume of
a detector. Neglecting any variation in the absorbed dose rate in the plane transverse to the normal direction
of the field, the average absorbed-dose rate of a detector with a thickness v and density ρ, whose front
surface is at a depth d in a phantom of unit density, is given by
dv++ρρdv
DDδδd0 Tδδd
() () ( )
mm
∫∫
dd
D dv,,ρρ== = D 0 T dv, , (8)
() ()()
m m
ρρvv
For thick detectors (v > 0,1 mm), this effect may be compensated for by shifting the reference point towards
the source from the centre of the detector.
6 Calibration procedures using the extrapolation chamber
6.1 General
The extrapolation chamber is the primary measurement device for specifying dose rate in beta-particle fields.
It is a parallel plate chamber which consists of components which allow a variable ionization volume to be
6 © ISO 2004 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 6980-2:2004(E)
achieved, by movement of one of the plates towards the other. A typical design [3] is shown in Figure 2, which
utilizes a fixed entrance window and a movable collecting electrode. The entrance window also serves as the
high-voltage electrode, and consists of a very thin conducting plastic foil. The window must be thin enough to
not unduly attenuate the beta-particle radiation, yet strong enough to not be deformed by attraction to the
−2
grounded collecting electrode. Carbonized PET foils of about 0,7 mg ⋅ cm are now typical of commercially
available devices. The collecting electrode is maintained at ground potential and defines the cross-sectional
area of the ionization volume. It must be of conducting material or have a conducting coating, and must be
surrounded by, and electrically insulated from, a guard region. This insulation must be thin enough to not
perturb the electric field lines in the chamber volume, which ideally are uniform, and everywhere perpendicular
to the two electrodes. In the design shown in Figure 2, the collecting electrode is constructed from
polymethylmethacrylate (PMMA) which has a thin coating of conductive material in which a narrow groove has
been inscribed to define the collecting area. The device must be equipped with an accurate means to
determine incremental changes in the distance between the two electrodes, hereafter referred to as the
chamber depth; a micrometer attached to the piston which drives the collecting electrode is usually employed.
A bipolar, variable voltage DC power source is used to supply the high voltage to the collecting electrode, and
a low-noise electrometer is used to measure the current collected by the collecting electrode. Details of the
measurement of the ionization current are given in Annex B.
6.2 Determination of the reference beta-particle absorbed-dose rate
The determination of the absorbed-dose rate to tissue due to beta particles measured with an extrapolation
chamber is derived from the following general relationship:
W
∆Ι
0
Ds= (9)
t t,a
em∆
a
BG
where ∆I is the increment of ionization current and ∆m is the increment of the mass of air in the collecting
a
volume under Bragg-Gray (BG) conditions. Unfortunately Bragg-Gray (BG) conditions are generally not
realized in measurements of the beta-particle reference radiation fields, and to overcome this difficulty, various
corrections are applied and the evaluation of the reference beta-particle absorbed-dose rate is accomplished
with
We/ s
()
0 t,a d
Dk= {(k'Ι A)} (10)
Rβ
ρ a dA
a0
A=0
where
We is the quotient of the mean energy required to produce an ion pair in air under
()
0
reference conditions and the elementary charge e, with a recommended value of
−1
(33,83 ± 0,06) J C [4,5] (this value may be used for standard test conditions without
correc
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6980-2
Première édition
2004-10-15
Énergie nucléaire — Rayonnements bêta
de référence —
Partie 2:
Concepts d'étalonnage en relation avec
les grandeurs fondamentales
caractérisant le champ du rayonnement
Nuclear energy — Reference beta-particle radiation —
Part 2: Calibration fundamentals related to basic quantities
characterizing the radiation field
Numéro de référence
ISO 6980-2:2004(F)
©
ISO 2004
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2004
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, 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 et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Étalonnage et traçabilité des champs de rayonnement de référence . 4
5 Principes généraux pour l'étalonnage de champs de particules bêta de sources de
radionucléides. 5
5.1 Généralités. 5
5.2 Échelle de calcul des épaisseurs équivalentes de différents matériaux . 5
5.3 Caractérisation du champ de rayonnement en termes de pénétrabilité . 6
6 Procédures d'étalonnage avec la chambre à extrapolation . 7
6.1 Généralités. 7
6.2 Détermination du débit de dose absorbée de référence de particules bêta. 7
7 Étalonnages avec d'autres appareils de mesure. 8
7.1 Étalonnages avec des dosimètres thermoluminescents. 8
7.2 Étalonnages avec des dosimètres à émission d'exoélectrons par stimulation thermique. 9
7.3 Étalonnages avec des chambres d'ionisation . 9
7.4 Étalonnages avec des détecteurs à scintillations . 9
8 Mesures à une incidence non perpendiculaire. 9
9 Incertitudes. 10
Annexe A (informative) Liste des symboles . 16
Annexe B (normative) Mesures avec une chambre à extrapolation . 19
Annexe C (normative) Facteurs de correction de mesure avec une chambre à extrapolation. 23
Annexe D (informative) Exemple d'une analyse d'incertitude . 31
Bibliographie . 35
© ISO 2004 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 6980-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,
Radioprotection. Elle est la deuxième d'une série de trois normes couvrant la production, l'étalonnage et
l'utilisation des champs de référence de rayonnement bêta pour l'étalonnage des dosimètres et des
débitmètres utilisés aux fins de protection. La première norme de cette série, l'ISO 6980-1 (en préparation),
décrit les méthodes de production et de caractérisation de radiation de référence. La troisième norme de cette
série, l'ISO 6980-3 (en préparation), décrit les modes opératoires pour l'étalonnage des dosimètres et des
débitmètres et la détermination de leur réponse en fonction de l'énergie bêta et de l'angle d'incidence. La
présente norme, deuxième de la série, remplace et développe les informations d'étalonnage fournies dans
l'ISO 6980:1996. Le présent document décrit les modes opératoires pour la détermination du débit de dose
absorbée par une profondeur de tissu de référence à partir de champs de référence de rayonnement bêta.
L'ISO 6980 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Énergie nucléaire —
Rayonnement bêta de référence:
Partie 1: Méthode de production
Partie 2: Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs fondamentales caractérisant le champ du
rayonnement
Partie 3: Étalonnage de dosimètres de zone et de dosimètres individuels et détermination de leur réponse
en fonction de l'énergie et de l'angle d'incidence
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 6980-2:2004(F)
Énergie nucléaire — Rayonnements bêta de référence —
Partie 2:
Concepts d'étalonnage en relation avec les grandeurs
fondamentales caractérisant le champ du rayonnement
1 Domaine d'application
La présente Partie de l'ISO 6980 précise les méthodes de mesure du débit de dose directionnel absorbé par
un fantôme-plaque équivalent aux tissus dans les champs de rayonnement bêta de référence ISO 6980. La
gamme d'énergie des isotopes émettant des particules bêta couverte par ces rayonnements de référence est
comprise entre 0,066 et 3,54 MeV (énergie maximale). Les écarts par rapport à ces sources sont hors du
domaine d'application de la présente norme. Alors que les mesures dans une géométrie de référence
(profondeur de 0,07 mm à une incidence perpendiculaire dans un fantôme-plaque équivalent aux tissus) avec
une chambre à extrapolation de référence sont traitées en détail, l'utilisation d'autres systèmes de mesure et
les mesures dans d'autres géométries sont également décrites, mais de façon moins détaillée. L'équivalent de
dose ambiant, H*(10) tel qu'utilisé pour la surveillance de zone des rayonnements fortement pénétrants, n'est
pas une grandeur appropriée pour des rayonnements bêta, même celui qui pénètre une couche de 10 mm
d'épaisseur de tissus ICRU (c'est-à-dire E > 2 MeV). Si une protection adéquate est assurée à 0,07 mm,
max
on ne sera que rarement concerné par d'autres profondeurs, par exemple 3 mm.
Le présent document est destiné à des organisations qui souhaitent établir des capacités dosimétriques de
référence pour les particules bêta et il sert de guide pour la réalisation de la dosimétrie avec la chambre à
extrapolation de référence pour la dosimétrie des particules bêta dans d'autres domaines. Des indications
sont également fournies sur l'expression des incertitudes de mesure.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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).
VIM:1993, Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie, deuxième édition,
BIPM/CEI/FICC/ISO/OIML/UICPA/UIPPA
ISO 6980:1996, Rayonnements bêta de référence pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres et
pour la détermination de leur réponse en fonction de l'énergie bêta
ICRU 31:1979, Average Energy Required to Produce an Ion Pair
ICRU 37:1984, Stopping Powers for Electrons and Positrons
ICRU 39:1985, Determination of Dose Equivalents Resulting from External Radiation Sources
ICRU 44:1989, Tissue Substitutes in Radiation Dosimetry and Measurement
ICRU 51:1993, Quantities and Units in Radiation Protection Dosimetry
ICRU 56:1997, Dosimetry of External Beta Rays for Radiation Protection
© ISO 2004 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans le rapport ICRU 51, le
Vocabulaire international VIM:1993, ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
courbe d'extrapolation
courbe donnée par un tracé du courant d'ionisation corrigé par rapport à la profondeur de la chambre à
extrapolation
3.2
tissu ICRU
−3
matériau d'une densité de 1 g·cm et d'une composition massique de 76,2 % d'oxygène, 10,1 % d'hydrogène,
11,1 % de carbone et 2,6 % d'azote (voir rapport ICRU 39)
3.3
chambre d'ionisation
détecteur de rayonnements ionisants constitué d'une chambre remplie d'un gaz approprié (le plus souvent de
l'air) dans laquelle un champ électrique, insuffisamment fort pour provoquer une multiplication dans le gaz,
assure la collection, par les électrodes, des charges associées aux ions et aux électrons produits par le
rayonnement ionisant, dans le volume de mesure du détecteur
NOTE La chambre d'ionisation comprend le volume de mesure, les électrodes de collection et de polarisation,
l'électrode de garde s'il y en a une, la paroi de la chambre, les isolants adjacents au volume sensible et tout matériau
supplémentaire placé sur la chambre d'ionisation pour simuler la mesure en profondeur.
3.3.1
chambre à extrapolation (ionisation)
chambre d'ionisation pouvant disposer d'un volume d'ionisation continuellement variable jusqu'à une petite
valeur infinitésimale en changeant la séparation des électrodes et qui permet à l'utilisateur d'extrapoler la
densité d'ionisation mesurée à un volume de collection de zéro
3.4
densité d'ionisation
rapport de l'ionisation mesurée par unité de volume d'air
3.5
courant de fuite
I
B
courant de la chambre d'ionisation mesuré à sa tension de fonctionnement en l'absence de rayonnement
3.6
énergie bêta maximale
E
max
valeur la plus élevée de l'énergie des particules bêta émises par un nucléide particulier qui peut émettre un ou
plusieurs spectres continus de particules bêta avec des énergies maximales variables
3.7
courant parasite
I
p
courant négatif produit par des particules bêta arrêtées dans la partie de collection de l'électrode de collection
et diffusant vers cette électrode et le fil reliant cette électrode au connecteur de l'électromètre
3.8
fantômes
objets construits de façon à simuler les propriétés de diffusion et d'atténuation du corps humain
NOTE En principe, il convient d'utiliser un fantôme-plaque d'eau ISO, un fantôme-rondin ISO ou un fantôme-colonne
ISO [19]. Pour les besoins de la présente norme, une plaque en méthacrylate de polyméthyle (PMMA) de 10 cm × 10 cm
de section droite sur 5 cm d'épaisseur est toutefois suffisante pour simuler les propriétés de rétrodiffusion du tronc du
corps humain, alors que des matériaux équivalents aux tissus, comme le polyéthylène téréphtalate (PET) sont suffisants
pour simuler les propriétés d'atténuation des tissus humains (voir 5.2).
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
3.9
conditions de référence
série de grandeurs d'influence pour lesquelles le facteur d'étalonnage est valable sans effectuer de correction
NOTE 1 Les conditions de référence pour la grandeur à mesurer peuvent être choisies librement en fonction des
propriétés de l'instrument à étalonner. La grandeur à mesurer n'est pas une grandeur d'influence.
NOTE 2 Pour les besoins de la présente Norme internationale, les valeurs de référence de la température, de la
pression atmosphérique et de l'humidité relative sont les suivantes:
température ambiante: T = 293,15 K;
0
pression atmosphérique: p = 101,3 kPa;
0
humidité relative: r = 0,65.
0
3.10
point de référence d'un dosimètre
point que l'on place au point de mesure à des fins d'étalonnage ou d'essai
NOTE 1 Le point de mesure est la localisation du point de référence de la chambre à extrapolation auquel la valeur
conventionnellement vraie est déterminée pendant l'étalonnage.
NOTE 2 La distance de mesurage est la distance comprise entre la source de rayonnement et le point de référence du
détecteur.
3.10.1
point de référence de la chambre à extrapolation
point auquel se réfère la mesure de la distance de la source de rayonnement à la chambre, pour une
orientation donnée, le point de référence est le centre de la surface arrière de l'électrode haute tension de la
chambre
3.11
dose absorbée de référence
D
R
dose absorbée individuelle, D (0,07), dans un fantôme-plaque de tissu ICRU avec une orientation du
p
fantôme dans laquelle la surface du fantôme coïncide avec la direction (moyenne) du rayonnement incident
NOTE 1 La dose absorbée individuelle D (0,07) est définie dans le rapport ICRU 51. Pour les besoins de la présente
p
Norme internationale, cette définition est étendue à un fantôme-plaque.
NOTE 2 Le fantôme-plaque est approché avec une exactitude suffisante par le matériel entourant l'instrument normé
(chambre d'extrapolation) utilisé pour le champ de rayonnement bêta.
NOTE 3 D est approchée avec une exactitude suffisante par la dose individuelle absorbée dans le fantôme-plaque de
R
tissu ICRU, D' (0,07, 0°).
3.11.1
dose absorbée de particules bêta de référence
D
Rβ
dose absorbée de référence D , à une profondeur de 0,07 mm due uniquement à des particules bêta
R
NOTE En première approximation, le rapport D /D est donné par la correction du rayonnement de freinage k
Rβ R br
(voir C.3).
3.12
énergie maximale résiduelle
E
res
valeur la plus élevée de l'énergie d'un spectre de particules bêta à la distance d'étalonnage après avoir été
modifiée par diffusion et absorption
© ISO 2004 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
3.13
conditions normales d'essai
étendue des valeurs d'une série de grandeurs d'influence pour lesquelles un étalonnage ou une détermination
de la réponse est réalisé
NOTE 1 Dans l'idéal, il convient de réaliser les étalonnages dans les conditions de référence. Comme cela n'est pas
toujours réalisable (par exemple pour la pression atmosphérique ambiante) ou pratique (par exemple pour la température
ambiante), un (petit) intervalle encadrant les valeurs de référence peut être utilisé. En principe, il convient, en raison de
ces écarts, de corriger les déviations du facteur d'étalonnage de sa valeur obtenue dans les conditions de référence. En
pratique, l'incertitude visée sert de critère pour déterminer si une grandeur d'influence doit être prise en compte de façon
explicite par un facteur correctif ou si son effet peut être intégré à l'incertitude. Pendant les essais de type, toutes les
valeurs des grandeurs d'influence qui ne font pas l'objet de l'essai sont fixées dans le domaine des conditions normales
d'essai.
NOTE 2 L'étendue des valeurs de la température ambiante, de la pression atmosphérique et de l'humidité relative est
la suivante:
température ambiante: t = 291,15 à 295,15 K;
pression ambiante: p = 86 à 106 kPa;
humidité relative: r = 0,30 à 0,75.
Le fait de travailler en dehors de ces valeurs peut entraîner une diminution de l'exactitude.
3.14
équivalence aux tissus
propriété d'un matériau qui s'apparente aux propriétés d'atténuation et de diffusion de rayonnement d'un tissu
ICRU
3.15
facteur de transmission, T (ρ d ; α)
m m m
rapport de la dose absorbée, D (ρ δ ; α), dans un milieu m à une masse surfacique, ρ d , et à un angle
m m m m m
d'incidence de rayonnement, α, avec la dose absorbée, D (0; 0°), à la surface d'un fantôme
m
3.15.1
facteur de transmission des tissus, T (ρ d ; α)
t t t
rapport de la dose absorbée, D (ρ d ; α), dans un tissu ICRU à une masse surfacique, ρ d , et à un angle
t t t t t
d'incidence de rayonnement, α, avec la dose absorbée, D (0; 0°), à la surface d'un fantôme-plaque aux tissus
t
ICRU
3.16
point zéro
lecture de l'indicateur de profondeur de la chambre à extrapolation qui correspond à une profondeur de
chambre de zéro ou à aucune séparation des électrodes
4 Étalonnage et traçabilité des champs de rayonnement de référence
Le débit de dose absorbée de référence d'un champ de rayonnement établi pour un étalonnage
conformément à la présente norme doit être traçable par rapport à un étalon national reconnu. Ce lien
d'étalonnage est obtenu en utilisant un étalon de transfert. Ce dernier peut être une source radioactive ou un
instrument étalon de transfert approuvé. L'étalonnage du champ est valable en termes exacts uniquement au
moment de l'étalonnage. Il doit être ensuite déduit, par exemple, à partir de la connaissance de la demi-vie et
de la composition isotopique de la source radioactive.
La technique de mesure utilisée par un laboratoire d'étalonnage pour étalonner un appareil de mesure de
particules bêta doit également être approuvée conformément aux réglementations nationales. Un instrument
du même type, ou similaire, à celui qui est étalonné couramment par le laboratoire d'étalonnage doit être
étalonné à la fois par un laboratoire de référence reconnu par un organisme ou une institution d'agrément du
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
pays et par le laboratoire d'étalonnage. Ces mesures doivent être réalisées par chaque laboratoire au moyen
de ses propres méthodes d'étalonnage approuvées. Pour démonter qu'une traçabilité adéquate a été obtenue,
il convient que le laboratoire d'étalonnage obtienne le même facteur d'étalonnage, dans des limites
convenues, que celui obtenu dans le laboratoire de référence. L'utilisation par le laboratoire d'étalonnage de
sources et de supports normalisés qui ont été étalonnés dans un laboratoire national de référence est
suffisante pour garantir la traçabilité par rapport à l'étalon national.
Il convient que la fréquence d'étalonnage d'un champ soit telle qu'il existe une confiance raisonnable pour que
sa valeur n'excède pas les limites de sa spécification entre des étalonnages successifs. Il convient de réaliser
l'étalonnage de l'instrument de transfert approuvé en laboratoire, et la vérification des techniques de mesure
utilisées par le laboratoire d'étalonnage au moins tous les cinq ans ou chaque fois qu'il se produit des
modifications significatives dans l'environnement du laboratoire ou comme spécifié par les réglementations
nationales.
Pour les étalonnages utilisant des champs de particules bêta produites par des sources radioactives, la
traçabilité doit être possible en utilisant une source radioactive dont le débit de dose absorbée de référence a
été déterminé par un laboratoire de référence, ou bien en déterminant le débit de dose absorbée de référence
à la position d'essai de l'instrument, au moyen d'un instrument de transfert convenu, étalonné par un
laboratoire de référence.
5 Principes généraux pour l'étalonnage de champs de particules bêta de sources
de radionucléides
5.1 Généralités
Les doses de zone et individuelle à partir du rayonnement de particules bêta sont souvent difficiles à mesurer
en raison de leur non-uniformité marquée au niveau de la peau et de leur variation selon la profondeur. Pour
mesurer correctement le débit de dose absorbée à un point d'un fantôme dans un champ de particules bêta, il
faut disposer d'un très petit détecteur ayant des caractéristiques d'absorption et de diffusion très similaires à
celles du milieu constitutif du fantôme. Dans la mesure où il n'existe pas de détecteur idéal, un compromis
doit être trouvé pour ce qui concerne la taille et la composition du détecteur. Les concepts de «facteur
d'échelle» et de «facteur de transmission» aident à réaliser ces compromis.
5.2 Échelle de calcul des épaisseurs équivalentes de différents matériaux
Les facteurs d'échelle ont été développés par Cross [1] pour établir le lien entre la dose absorbée déterminée
d'un matériau à un autre. Ces facteurs sont fondés sur le fait que, pour des sources de particules bêta
d'énergies relativement élevées, les distributions de dose dans différents milieux ont la même forme et ne
diffèrent que par un facteur d'échelle, que Cross nomme η. Utilisé à l'origine pour la comparaison des courbes
d'atténuation de rayons bêta dans différents milieux, où η , le facteur d'échelle du milieu m à l'air, était
m,a
déterminé à partir des rapports d'atténuation mesurés, le concept a été étendu de sorte que, pour une source
plane d'étendue latérale infinie, il s'agisse d'un faisceau isotopique ou parallèle, la dose absorbée à une
masse surfacique ρ d dans un milieu m1 est liée à la dose absorbée, dans le milieu m2, à la même
m1 m1
masse surfacique ρ d , mais ramenée à l'échelle η ρ d , par:
m2 m2 m1, m2 m2 m2
Ddρη=⋅Dη ρd =η ⋅Dη ρd (1)
() () ( )
m1 m1 m1 m1,m2 m2 m1,m2 m2 m2 m1,m2 m2 m1,m2 m1 m1
à condition que
ρρdd= (2)
m1 m1 m2 m2
η est défini comme le facteur d'échelle du milieu m1 au milieu m2. Il convient de noter que les facteurs
m1,m2
d'échelle sont les rapports, de sorte que η = 1/η et η = η η .
m1,m2 m2,m1 m1,m3 m1,m2 m2,m3
© ISO 2004 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
Il convient d'avertir l'utilisateur que ce concept n'a été démontré uniquement que pour des matériaux à
nombre Z ou à numéro atomique effectif, Z , inférieur à 18. Les valeurs de η calculées pour divers
m
m,t
matériaux relatifs au tissu sont présentées au Tableau 1 [2].
Supposons que m2 soit un tissu et que m1 soit un milieu m, l'Équation 1 donne
DρηdD=⋅ηρd (3)
() ()
m m m m,t t m,t m m
Considérons une autre profondeur, d′ dans un mili eu m, on obtient une équation similaire
m
′′
DρηdD=⋅ηρd (4)
() ()
m m m m,t t m,t m m
Le rapport de la dose absorbée à une profondeur arbitraire ce celle de la surface d′ = 0 est défini comme le
m
facteur de transmission. En réalisant cette substitution et en divisant l'Équation 3 par l'Équation 4, on obtient:
Ddηρ
Ddρ ()
()
mmm tm,t mm
Tdρ== (5)
()
mmm
DD(0) (0)
mt
ou
Tdρη=T ρd (6)
()()
mm m t m,t mm
La transmission à travers une couche de tissu d'épaisseur, η ρ d dans le tissu est égale à la transmission
m,t m m,
à travers une couche d'un milieu m d'épaisseur ρ d . Ainsi, l'épaisseur ρ d est dite équivalente au tissu
m m m m
d'une épaisseur de η ρ d puisque les transmissions sont égales. Il est possible de définir l'épaisseur
m,t m m
m
équivalente de tissu d comme
t
−1
m
dd=ηρ ρ (7)
tm,tmmt
En général la dose et les facteurs de transmission sont fonctions des deux la profondeur et l'angle d'incidence
dans un milieu. Quand ils sont exprimés comme ci dessus avec aucun angle donné, l'angle sera pris
comme 0°.
5.3 Caractérisation du champ de rayonnement en termes de pénétrabilité
La fonction de transmission, T(ρ d; α), est un paramètre important du champ de rayonnement de référence
t
des particules bêta. En raison de l'épaisseur finie de tous les détecteurs utilisés pour mesurer le débit de dose
absorbée, il est nécessaire de caractériser le champ de rayonnement en termes de pénétrabilité avant de
pouvoir l'étalonner correctement. Dans la mesure où la fluence énergétique des particules bêta dans un
champ varie au fur et à mesure qu'elles pénètrent dans le milieu, la dose relative en fonction de la profondeur
(ou fonction profondeur dose) dans un milieu doit être déterminée avec un détecteur insensible aux variations
de fluence énergétique. Pour cette raison, la fonction relative profondeur-dose doit être déterminée avec une
chambre fine d'ionisation d'air (2 mm ou moins). Une méthode recommandée pour cette détermination avec la
chambre à extrapolation est donnée en référence [24]. Les fonctions profondeur-dose sont ensuite utilisées
pour construire les fonctions de transmission, dont des exemples sont illustrés à la Figure 1. Les fonctions de
transmission mesurées, associées aux épaisseurs équivalentes aux tissus calculées, décrites ci-dessus,
peuvent être utilisées pour déterminer les corrections à apporter au débit de dose absorbée mesuré pour tenir
compte de la taille finie du détecteur et de l'équivalence hors milieu du matériau du détecteur. Elles peuvent
également servir à tenir compte des variations du débit de dose absorbée au point de référence résultant des
variations dans la densité de l'air entre la source et le point de référence, et de l'atténuation dans un matériau
autre que des tissus devant le détecteur (voir Annexe C).
Pour les détecteurs épais, il faut tenir compte du fait que le débit de dose absorbée est moyenné sur le
volume d'un détecteur. Le débit de dose absorbée moyenné d'un détecteur d'une épaisseur v et d'une
densité ρ, dont la surface avant est à une profondeur d′ dans un fantôme de densité unitaire, est donné par
6 © ISO 2004 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 6980-2:2004(F)
dv++ρρdv
DDδδd0 Tδδd
() () ( )
mm
∫∫
dd
D dv,,ρρ== = D 0 T dv, , (8)
() ()()
m m
ρρvv
Pour effectuer les mesures de champs de particules bêta, cet effet peut être compensé en déplaçant le point
de référence vers la source depuis le centre d'un détecteur épais (épaisseur supérieure à environ 0,1 mm).
6 Procédures d'étalonnage avec la chambre à extrapolation
6.1 Généralités
La chambre à extrapolation est l'appareil de mesure primaire permettant de déterminer le débit de dose dans
des champs de particules bêta. Il s'agit d'une chambre à plaques parallèles qui comprend des éléments
permettant d'obtenir un volume variable d'ionisation, par le mouvement de l'une des plaques vers l'autre. La
conception type [3] illustrée à la Figure 2 utilise une fenêtre d'entrée fixe et une électrode de collection mobile.
La fenêtre d'entrée sert également d'électrode haute tension constituée d'une feuille très mince de plastique
conducteur. La fenêtre doit être suffisamment mince pour ne pas atténuer exagérément le rayonnement des
particules bêta, mais suffisamment solide pour ne pas être déformée lors de l'attraction vers l'électrode de
−2
collection reliée à la terre. Des feuilles en PET carbonisé d'environ 0
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.