ISO 4037-1:1996

NORME Iso
INTERNATIONALE 40374
Première édition
1996-12-15
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
X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate
meters and for determining their response as a function of photon
energy -
Part 1: Radiation characteristics and production methods
Numéro de référence
KO 4037-1:1996(F)
ISO 4037=1:1996(F)
Page
Sommaire
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Références normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~. 1
3 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
4 Rayonnements X filtrés de référence, à tension constante. . 4
5 Rayonnements X de fluorescence . 12
6 Rayonnements gamma émis par les radionucléides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7 Rayonnements de photons avec des énergies de 4 MeV
à9MeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Annexe
A Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
@ ISO ISO 4037=1:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 4037-I a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette première édition de I’ISO 4037-I et I’ISO 4037-2 annule et remplace
la première édition (ISO 4037:1979), dont elle constitue une révision
technique.
L’ISO 4037 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général 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 7: Caractéristiques des rayonnements et méthodes de
production
- Partie 2: Dosimétrie des rayonnements X et gamma de référence
pour la radioprotection dans les gammes d’énergie allant de 8 keV à
1,3 MeV et de 4 MeV à 9 MeV.
L’annexe A de la présente partie de I’ISO 4037 est donnée uniquement à
titre d’information.
Page blanche
ISO 4037=1:1996(F)
NORME INTERNATIONALE @ ISO
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
1 Domaine d‘application
La présente partie de I’ISO 4037 spécifie les caractéristiques et les méthodes de production des rayonnements X
et gamma de référence pour l’étalonnage des dosimètres et des débitmètres de radioprotection aux débits de
et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des
kerma dans l’air de 10 pGy.h-l à 10 Gy.h-l,
photons.
Les méthodes de production d’un groupe de rayonnements de référence pour une gamme d’énergie donnée sont
définies dans quatre parties qui précisent les caractéristiques de ces rayonnements. Les quatre groupes de
rayonnement de référence sont:
a) dans la gamme des énergies comprises approximativement entre 7 keV et 250 keV, des rayonnements X
filtrés à tension constante et les rayonnements gamma de I’américium-241;
b) dans la gamme d’énergie de 8 keV à 100 keV, les rayonnements X de fluorescence;
c) dans la gamme d’énergie de 600 keV à 1,3 MeV, les rayonnements gamma émis par des radioéléments;
d) dans la gamme d’énergie de 4 MeV à 9 MeV, les rayonnements gamma produits par des réacteurs et des
accélérateurs.
Les rayonnements de référence doivent être choisis à partir du tableau 1.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO 4037. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
partie de I’ISO 4037 sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 197-I :1983, Cuivre et alliages de cuivre - Termes et définitions - Partie 7: Matériaux.
ISO 1677: 1977, Sources radioactives scellées - Généralités.
ISO 3534-l :1993, Statistique - Vocabulaire et symboles - Partie 7: Probabilités et termes statistiques généraux.
ISO 8963:1988, Dosimétrie de rayonnements de référence X et gamma pour la radioprotection dans le domaine
d’énergie comprise entre 8 keV et 1,3 MeV.
ICRU Report 1 Ob, Physical Aspects of Irradiation, National Bureau of Standards Handbook 85 (1964).

ISO 4037=1:1996(F) @ ISO
Tableau 1 - Liste de référence des rayonnements X et gamma avec leur énergie moyenne
Valeurs en kiloélectronvolts
Rayons
Rayons X de
T T
gamma,
fluorescence,
Série à faible énergie
Série à spectre Série à spectre Série à fort débit
énergie
moyenne
étroit large
débit de kerma
le kerma dans l’ai
moyenne
dans l’air
&6 85 7,5
12 13
15,8
17,5 17
20 20
23,2
25,3 26
37,4 37
40,l
48 48 45
49,l
60 57 57
59,3 59 I 5 (241Am)
68,8
75,0 79
87 83
100 104 102
98.4
118 122
149 137 146
164 173 147
211 208 208
662(137Cs)
173 et1333(60C~
4400 ('*c)
6 000 (Ti)
6 130"
'60 et16N
8 500 (Ni)
) Lorsqu’ils sont promts par des protons d ergie proche du seuil, voir 7.1.
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@ ISO
3 Définitions
l Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 4037, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 énergie moyenne des photons, Ë : Rapport défini par la formule:
Emax
@E EdE
Ë= OEmx
@E dE
f
ou oE est la dérivée de la fluence oE des photons primaires d’énergie E aux énergies Comprises entre E et
E + dEil], définie par
Dans la présente partie de I’ISO 4037, cette énergie est désignée d’une manière abrégée par ((énergie moyenne)).
3.2 résolution spectrale, RE (largeur totale à mi-hauteur): Rapport, exprimé en pourcentage, défini par la formule:
AE
RE=EX1OO
où AE est la largeur du spectre à la moitié de son ordonnée maximale.
NOTE - Dans le cas où des raies de fluorescence sont présentes dans le spectre, la largeur spectrale mesurée est
seulement celle du spectre continu.
Dans la présente partie de I’ISO 4037, cette définition est désignée, par abréviation, par ((résolution)).
3.3 couche de demi-atténuation (kerma dans l’air), CDA ou CDA,[*]: Épaisseur du matériau spécifié qui atténue
le faisceau de rayonnement de telle sorte que le débit de kerma dans l’air est réduit à la moitié de sa valeur
d’origine. Dans cette définition, l’apport de tous les rayonnements diffusés, autres que ceux pouvant être présents
à l’origine dans le faisceau concerné, est considéré comme exclu.
3.4 coefficient d’homogénéité, h: Rapport entre la première et la deuxième couche de demi-atténuation (kerma
dans l’air):
Ière CDA
h=
2 ème CDA
3.5 énergie efficace, Eeff (d’un rayonnement constitué de rayons X de différentes énergies): Énergie des rayons
X monoénergétiques ayant la même CDA.
3.6 valeur de la tension crête; taux d’oscillation: Rapport, exprimé en pourcentage, défini, pour un courant
donné, par la formule:
u
max - umin
x100
u
max
est la valeur maximale et Umin la valeur minimale entre lesquelles la tension oscille.
où Umax
ISO 4037-I :1996(F) @ ISO
3.7 groupe radiogène; générateur de rayons X: Ensemble comprenant une alimentation haute tension, un tube
radiogène avec son coffret de protection et des raccordements électriques haute tension.
3.8 tube radiogène: Tube à vide destiné à la production de rayons X par bombardement de l’anode par un
faisceau d’électrons accélérés sous une différence de potentiel.
3.9 moniteur (de faisceau): Instrument utilisé pour surveiller la stabilité du débit de kerma dans l’air pendant une
irradiation ou pour comparer les valeurs de kerma dans l’air après des irradiations successives.
3.10 rayonnement primaire (ou faisceau): Rayonnement ou faisceau produit par le tube radiogène
3.11 rayonnement secondaire [de fluorescence]: Rayonnement ou faisceau produit par un corps irradié.
3.12 blindage du tube radiogène: Panneau fixe ou mobile destiné à réduire l’apport de rayonnement diffusé aux
faisceaux primaires ou, dans le cas de la fluorescence, secondaires.
4 Rayonnements X filtrés de référence, à tension constante
4.1 Généralités
Le présent article spécifie les caractéristiques des rayonnements de référence filtrés et la méthode par laquelle un
laboratoire peut produire un rayonnement de référence spécifié.
4.1.1 Qualité du rayonnement
La qualité d’un rayonnement X filtré est caractérisée dans la présente partie de I’ISO 4037 par les paramètres
suivants:
a) énergie moyenne, Ë , d’un faisceau, exprimé en kiloélectronvolts (keV);
b) résolution, RE, exprimée en pourcentage;
c) couche de demi-atténuation (kerma dans l’air), CDA, exprimée en millimètres d’aluminium (Al) ou de cuivre
.
(CU)
I
d) coefficient d’homogénéité, h.
Dans la pratique, la qualité du rayonnement obtenue dépend principalement
- de la haute tension dans le tube radiogène,
de l’épaisseur et de la nature de la filtration totale, et
-
- des caractéristiques de la cible.
Afin d’assurer la production de rayonnements de référence en conformité avec les spécifications données,
l’installation doit satisfaire a certaines conditions. Ces dernières sont décrites en 4.2.
4.1.2 Choix des rayonnements de référence
La présente partie de I’ISO 4037 spécifie quatre séries de rayonnements de référence (voir tableau Z), chacune de
ces séries étant caractérisée par la résolution du spectre:
a) une série à faibles débits de kerma dans l’air (voir figure 1);
b) une série à spectres étroits (voir figure 2);
@ ISO ISO 4037-l :1996(F)
c) une série à spectres larges (voir figure 3);
d) une série à débits élevés de kerma dans l’air (voir figure 4).
a
Les spectres représentés sur les figures 1 à 4 se basent en grande partie sur des calculs théoriquesi et ne sont
donnés qu’à titre d’exemples. Certains spectres pratiques sont également inclus et des exemples de mesures
pratiques de spectres sont donnés dans les références 141, [5], [6], 171 et [81.
II convient d’utiliser les spectres les plus étroits, c’est-à-dire ceux avec la résolution la plus grande, pour mesurer
les variations de la réponse d’un instrument en fonction de l’énergie des photons, à condition que les débits de
kerma dans l’air de cette série soient compatibles avec la gamme de l’instrument essayé. La série à débits élevés
de kerma dans l’air convient pour déterminer les caractéristiques de saturation de certains instruments.
Les tableaux 3, 4, 5 et 6 donnent des détails sur les conditions de mise en œuvre de chacune des quatre séries. Le
tableau 7 montre un exemple de filtration additionnelle nécessaire pour produire les qualités de rayonnement des
séries à débits élevés de kerma dans l’air pour des valeurs particulières de filtration fixe.
Pour les séries à faibles débits de kerma dans l’air ainsi que pour les séries à spectre étroit et à spectre large, un
((laboratoire de référence» vérifiera, par analyse spectrométrique, que la valeur de l’énergie moyenne produite est
des spectres dans la limite de * 10 % des valeurs des tableaux 3,
dans la limite de rt 3 % et la résolution, RE,
4 et 5.
Pour les rayonnements de référence de ces trois séries dont les énergies moyennes sont inférieures à 30 keV, les
énergies moyennes et les résolutions doivent avoir, respectivement à + 5 % près et rt 15 % près, les valeurs
indiquées dans les tableaux 3, 4 et 5.
Pour les rayonnements de référence, utilisant une filtration additionnelle inférieure ou égale à 1 mm d’aluminium,
l’angle de la cible, l’état de la cible et le trajet dans l’air influencent considérablement les valeurs des énergies
moyennes, les résolutions et les CDA.
Dans le cas où le laboratoire ne dispose pas de système spectrométrique, on utilisera les caractéristiques des
hautes tensions et de la filtration indiquées dans les tableaux 3, 4 et 5 et on vérifiera les rayonnements de
référence produits par la méthode simple décrite en 4.3.
Tableau 2 - Spécifications des rayonnements X filtrés
Coefficient d’homogénéité,
Débits de kerma dans l’air
Résolution, RE
Nom de la série h caractéristiquesl) *)
(valeurs approximatives)
% Gy- h-1
I Faible débit de kerma 18à22 3x10-43)
I I 1 ,o I I
1 o-3 à 1 o-2 3)
Spectre étroit 27à37 0,75 à 1,o
St3ectre lame 48à 57 0,67
à 0,98 1 o-2 à 1 o-1 3)
Fort débit de kerma Non spécifiée 0,64 à 0,86 10-2 à 0,5
r
1) À une distance de 1 m du foyer, le tube débitant 1 mA.
2) Dans les conditions de l’équilibre électronique, la valeur du kerma dans l’air est approximativement égale à la dose absorbée dans l’air.
3) Aux énergies moyennes inférieures à 30 keV, ces valeurs peuvent être différentes.
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Tableau 3 - Caractéristiques de la série à faible débit de kerma dans l’air
Filtration additionnelle*)
Énergie
1 ère CDA4)
Résolution,
Tension du
noyenne, Ë mm
tube’)
RE
mm
kV
%
keV Pb Sn CU Al
8,5 10 0 33) 0,058 Al
17 21 20 2’03) 0,42 Al
26 21 30 0,18 4’03) I 1,46 Al
35 2,20 Al
30 21 0,25
55 0,25 CU
48 22 12
22 70 2,5 0,49 CU
100 1,24 CU
87 22 28 0,5
21 125 LO 2,04 CU
109 4,O
3,O LO 3,47 CU
18 170 1,5
315 280 0,5 4,54 CU
185 18 210
0,5 5,26 CU
240 5,5 zo
211 18
1) La tension du tube est mesurée en charge.
2) À l’exception des trois énergies les plus faibles pour lesquelles la filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium, la
filtration totale comprend la filtration additionnelle et la filtration inhérente ajustée à 4 mm d’aluminium (voir 4.2.3)
3) La filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium, mais d’autres valeurs peuvent être utilisées à condition que l’énergie
moyenne soit à rt 5 % et la résolution à f 15 % des valeurs données dans le tableau.
4) Les CDA sont mesurées à une distance de 1 m du foyer. La 2‘ eme CDA n’est pas spécifiée dans cette série car elle n’est pas
significativement différente de la première.
Tableau 4 - Caractéristiques de la série à spectre étroit
Filtration additionnelle*)
Énergie
@me
1 ère
Résolution,
Tension du
moyenne, Ë mm
tube’) CDAJ) CDA4)
RE
kV
%
keV Pb Sn CU Al mm mm
8 28 0 13) 0,047 Al 0,052 Al
12 33 15 0153) 0,14 Al 0,16 Al
34 20 1,03) 0,32 Al 0,37 Al
25 0,73 Al
20 33 2,03) 0,66 Al
30 1,15Al 1,30 Al
24 32 4,031
30 40 0,21 0,084 CU 0,091 CU
36 60 03 0,24 CU 0,26 CU
65 32 80 2,o 0,58 CU 0,62 CU
100 1,ll CU 1,17 CU
83 28 5,O
27 120 1,71 CU 1,77 CU
100 18 510
2,5 2,36 CU 2,47 CU
118 37
4,05 CU
1 ,o 3,O 20 3,99 CU
30 200
5,19 CU 5,23 CU
250 3,O zo
208 28
5,O 6,12 CU 6,15 CU
27 300 3,O
I
La tension du tube est mesurée en charge.
1)
2) À l’exception des cinq énergies les plus faibles pour lesquelles la filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium, la
filtration totale comprend la filtration additionnelle plus la filtration inhérente ajustée à 4 mm d’aluminium (voir 4.2.3)
3) La filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium, mais d’autres valeurs peuvent être utilisées à condition que l’énergie
moyenne soit à f 5 % et la résolution à + 15 % des valeurs données dans le tableau.
4) Les CDA sont mesurées à une distance de 1 m du foyer.
@ ISO ISO 4037=1:1996(F)
Tableau 5 - Caractéristiques de la série à spectre large
Tension sur le le- CDA 2è"'= CDA
Énergie Résolution,
Filtration
tube’) CG’ Cu3’
RE
moyenne, Ë additionnelle*)
mm
% kV mm
keV
Sn CU
45 48 60 0,3 0,18 0,21
57 55 80 0,5 0,35 0,44
79 51 110
2,o 0,96 1,ll
104 56 150 LO 1,86
2,lO
137 57 200 2,o 3,08 3,31
173 56
250 4,O 4,22 4,40
208 57 300 65
5,20 5,34
1) La tension du tube est mesurée en charge.
2) La filtration totale consiste, dans chaque cas, en la filtration additionnelle plus la filtration inhérente ajustée à 4 mm d’aluminium (voir
4.2.3).
3) Les CDA sont mesurées à une distance de 1 m du foyer.
Tableau 6 - Caractéristiques de la série à fort débit de kerma dans l’air
1 ère CD/@>
Tension du tube’)
mm
kV Aluminium Cuivre
10 0,04
20 0,ll
30 0,35
60 2,4 0,077
100 0,29
1,7
250 2,5
280*' 3,4
300 3,4
1) La tension constante est mesurée en charge.
2) Ce rayonnement de référence a été introduit comme alternative à celui de 300 kV, lorsque 300 kV ne peuvent
pas être atteints dans les conditions de charge maximale.
3) Les CDA sont mesurées à une distance de 1 m du foyer.
0 ISO
ISO 4037=1:1996(F)
Tableau 7 - Caractéristiques approximatives de la série à fort débit de kerma dans l’air
Filtration additionnelle’ ) Couche de demi-atténuation*)
Énergie
Tension
mm mm moyenne,
du tube
Ë
Première Seconde
kV keV
CU Air Al Al
Al CU CU
750 0,036 0,010 0,041 0,011
10 7,5
750 0,16 0,009 12,9
0,15 0,12 0,007
750 0,013 0,60 0,018 19,7
30 0,52 0,38
750 2,42 0,079 3,25 0,ll 37,3
60 3,2
750 6,56 0,30 8,05 0,47 57,4
33 0,15
200 1,15 2250 2,40 102
1,70 15,5
14,7
250 L6 2250 3,29 122
16,6 2,47 17,3
3,O 2250 146
280 19,o 3,99
18,6 3,37
300 2,s 2250 4,15 147
3,40 19,2
18,7
NOTE - Les valeurs figurant dans ce tableau sont tirées des tableaux B4 et B5 de Seelentag et a/.[51 et les spectres de la figure 4 ont été
calculés en utilisant les conditions définies dans les tableaux i3]. La longueur du parcours dans l’air employée, incluse dans la filtration
additionnelle, n’est significative que pour les énergies les plus faibles. Les distributions spectrales réelles obtenues dans une installation
donnée dépendent de l’angle de la cible et de sa rugosité.
1) Pour des tensions appliquées au tube supérieures à 100 kV, la filtration totale comprend la filtration additionnelle et la filtration Inhérente
ajustée à 4 mm d’aluminium (voir 4.2.3). Pour des tensions de 100 kV et au-dessous, les exemples donnés ci-dessus se réfèrent à une
filtration inhérente d’environ 4 mm de béryllium.
2) Les CDA sont mesurées à une distance de 1 m du foyer.
Pour les séries à débits élevés de kerma dans l’air, la qualité des rayonnements de référence est spécifiée en
fonction de la tension appliquée au tube radiogène et de la première couche de demi-atténuation (CDA). La
méthode de production des séries de débits élevés de kerma dans l’air est décrite en 4.4.
4.2 Conditions et méthodes de production des rayonnements de référence
4.2.1 Caractéristiques des générateurs de rayons X
Les rayonnements X doivent être produits par un générateur de rayons X dont la haute tension appliquée au tube
doit avoir une onde résiduelle inférieure à 10 %. Il est préférable d’utiliser un générateur de rayons X ayant une
onde résiduelle la plus faible possible. Des groupes radiogènes sont disponibles sur le marché avec une onde
résiduelle La cible du tube radiogène doit être en tungstène, du type ((réflexion)) et elle doit être orientée suivant un angle au
moins égal à 20° par rapport à la direction de bombardement des électrons.
Pendant l’irradiation, la valeur moyenne du potentiel du tube doit être stable dans la limite de + 1 %.
Les effets du vieillissement augmentant la filtration inhérente, il convient d’utiliser le tube radiogène de manière à
NOTE -
réduire ces effets au maximum (voir 4.2.3).
4.2.2 Tension appliquée au tube
Le laboratoire de référence doit étalonner pour différentes valeurs et en condition de fonctionnement, l’équipement
servant à indiquer la tension appliquée au tube. Les meilleures méthodes utilisent une chaîne de résistances
étalonnée de façon appropriée ou impliquent la mesure de l’énergie maximale des photons par spectrométrie à
haute résolution. Si l’étalonnage est réalisé par spectrométrie, la tension du tube doit être définie par l’intersection
de l’extrapolation de la partie linéaire du spectre du côté des fortes énergies avec l’axe des énergies. La valeur
conventionnellement vraie de la tension du tube doit être connue à + 2 % près.
Pour les laboratoires ne disposant pas de ces moyens, il est encore possible de fixer la tension du tube de manière
à produire l’un ou l’autre des rayonnements décrits dans les tableaux 3, 4 et 5. Ceci peut être réalisé par l’une des
méthodes suivantes.
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a) Pour des rayonnements générés a des potentiels inférieurs à 116 kV (c’est-à-dire en dessous du seuil
d’absorption K de l’uranium à 1156 keV), l’appareil de mesure de la tension ou le voltmètre peut être étalonné
au moyen de techniques basées sur l’excitation des rayonnements caractéristiques d’un élément choisi.
b) On peut également utiliser la méthode décrite en 4.3, pour des tensions de tube supérieures à 116 kV. La
filtration inhérente doit être déterminée comme indiqué en 4.2.3 et la filtration fixe doit être ajustée à I‘a valeur
requise au moyen d’un filtre d’aluminium additionnel (la somme des filtrations constituant ainsi la nouvelle
filtration fixe). L’étalonnage de la tension du tube doit être déterminé par la couche de demi-atténuation de
référence obtenue au moyen de la méthode spécifiée en 4.3.
4.2.3 Filtration
La filtration totale est composée de la filtration fixe et de la filtration additionnelle. Pour les trois rayonnements ayant
NOTE -
les énergies les plus faibles (avec des énergies moyennes de 8,5 keV, 17 keV et 26 keV dans la série des faibles débits de
kerma dans l’air) et pour les cinq rayonnements ayant les énergies les plus faibles (avec des énergies moyennes de 8 keV,
12 keV, 16 keV, 20 keV et 24 keV pour la série de spectre étroit), la filtration fixe intègre la filtration inhérente du tube
recommandée de 1 mm de béryllium (Be). II est possible d’utiliser d’autres valeurs de filtration du tube [voir renvoi 3) des
tableaux 3 et 41.
4.2.3.1 Pour tous les autres rayonnements de référence, la filtration fixe comprend:
a) La filtration inhérente du tube à laquelle s’ajoute, le cas échéant, celle due à la chambre d’ionisation moniteur,
les filtres d’aluminium qui sont ajoutés pour obtenir une filtration fixe totale équivalente à celle de 4 mm
d’alumminium à 60 kV. Ces filtres d’aluminium doivent être placés après la filtration additionnelle (c’est-à-dire
le plus loin possible du foyer des rayons X) de manière à éliminer au maximum les rayonnements de
fluorescence de la filtration additionnelle.
b) La filtration inhérente du tube est due aux divers éléments constitutifs (verre de l’ampoule, huile, fenêtre, etc.);
elle est exprimée, pour une tension donnée, par lëpaisseur d’un filtre d’aluminium qui, en l’absence des
éléments constitutifs, produirait un rayonnement ayant la même première CDA. II est conseillé de ne pas
utiliser de tube dont la filtration inhérente dépasse 3,5 mm d’aluminium.
c) La filtration inhérente doit être contrôlée périodiquement de manière à s’assurer que cette limite n’est pas
atteinte (par le vieillissement du tube) et à procéder au réglage de la filtration fixe.
4.2.3.2 La détermination de la filtration inhérente doit être faite en mesurant, avec des écrans d’aluminium à
99,9 % de pureté, la première couche de demi-atténuation du faisceau produit par le tube sans filtration
additionnelle, à 60 kV, de la manière suivante.
a) II convient d’utiliser la méthode de mesure de la CDA conformément au Rapport ICRU IOb et la référence [9];
b) Si un moniteur à chambre d’ionisation est utilisé pendant la mesure de la filtration inhérente, il est souhaitable
de le placer entre les deux séries de collimateurs du faisceau et de le faire suivre par les écrans d’aluminium,
de manière à l’empêcher de répondre aux rayonnements rétrodiffusés par les écrans.
c) La première couche de demi-atténuation doit être déterminée au moyen d’une chambre d’ionisation dont on
connaît la réponse en fonction du débit de kerma dans l’air, pour toute la gamme d’énergie concernée. Des
corrections doivent être appliquées pour toute variation de réponse du détecteur due aux variations du spectre
des photons lorsqu’on augmente l’épaisseur de I’absorbeur d’aluminium.
d) Les mesures de la filtration inhérente doivent être effectuées de telle sorte que le rayonnement diffusé par les
absorbeurs d’aluminium et atteignant le détecteur soit négligeable car ce rayonnement augmenterait la valeur
mesurée de la CDA. Pour les rayonnements produits à des tensions supérieures à 100 kV, il convient
d’effectuer une extrapolation à un champ de taille infiniment petite.
e) II est conseillé de placer les écrans d’aluminium à égale distance du foyer du tube radiogène et du détecteur.
Le diamètre du faisceau à l’emplacement du détecteur doit être juste suffisant pour l’irradier complètement et
uniformément. La distance entre les écrans d’aluminium et le détecteur doit être égale à au moins cinq fois le
diamètre du faisceau au niveau du détecteur.
f) La courbe d’atténuation dans l’aluminium doit être tracée, la première couche de demi-atténuation déterminée
et on doit déduire de celle-ci la valeur de la filtration inhérente sur la base du tableau 8. Les résultats sont à
arrondir au dixième de millimètre le plus proche.
@ ISO
ISO 4037=1:1996(F)
Tableau 8 - Filtration in hérente
,
Première CDA Filtration inhérente
mm d’aluminium à 60 kV mm d’aluminium
0,25
0,33
0,3
0,38
0,4
0,54
0,5
0,67
0,6
0,82
1,02
1,15
1,5
1,54
1,83
2,5
2,ll
2,35
3,5
2,56
2,75
4,5
2,94
3,08
3,35
3,56
\1OTE - Les résultats utilisés sont ceux de la référence [IO].
Dans le cas de rayonnement X filtré, on peut utiliser les valeurs déterminées sur la base du tableau 8 à 60 V pour
d’autres valeurs de haute tension, les variations de la filtration inhérente exprimée en millimètres d’aluminium étant
faibles par rapport à la filtration additionnelle.
NOTE - La valeur de la filtration inhérente, exprimée en millimètres d’aluminium, varie en fonction de l’énergie d’une
manière qui dépend des éléments constitutifs de la filtration inhérente.
4.2.3.3 La filtration additionnelle comprend:
a) Pour les séries à faibles débits de kerma dans l’air, à spectre étroit et à spectre large: des filtres en plomb, en
étain et en cuivre comme indiqué dans les tableaux 3, 4 et 5.
b) Pour la série à fort débit de kerma dans l’air: de l’aluminium.
Tableau 9 - Spécifications des métaux
Masse volumique nominale
@cm3
Aluminium Pureté minimale: 99,9 % 2,70
Cuivrel) Pureté minimale: 99,9 % 8,94
Étain
Pureté minimale: 99,9 % 7,28
Il,3
Plomb Haute pureté
Pureté minimale: 99,9 %
1) Voir ISO 197/1.
ISO 4037=1:1996(F)
c) Pour des tensions du tube < 100 kV ou du cuivre et de l’aluminium (pour des tensions 2 100 kV): comme
indiqué dans le tableau 7.
Pour chacun des métaux choisis, l’épaisseur des filtres utilisés doit être spécifiée à zl: 5 % près et être aussi
homogène que possible (sans inclusions d’air, de soufflures, de craquelures ou de grains macroscopiques) et la
pureté des métaux doit correspondre à celle spécifiée dans le tableau 9.
Les éléments individuels de la filtration additionnelle doivent être disposés, à partir du foyer, dans l’ordre
décroissant de leurs numéros atomiques.
4.3 Autre méthode de mise en œuvre des rayonnements de référence
Cette méthode permet à un laboratoire qui ne dispose pas des moyens de mesure de la valeur de la tension du
tube de définir les réglages de cette tension à effectuer, de manière à produire un rayonnement qui soit aussi
proche que possible du rayonnement de référence. Cette méthode n’est pas applicable à la série à fort débit de
kerma traitée en 4.4.
4.3.1 Critère
Si la première et la deuxième couche de demi-atténuation d’un matériau donné sont conformes à + 5 % près pour
deux faisceaux de rayons X, ces derniers sont considérés comme étant globalement de même qualité. Pour des
tensions du tube supérieures à 100 kV, la CDA doit être obtenue par extrapolation à un champ de taille infiniment
petite (voir 4.2.3.2).
4.3.2 Appareillage
L’appareillage est constitué par le détecteur lui-même et l’équipement de mesure, permettant une répétabilité d’au
moins 0,3 %, conformément à I’ISO 3534-l.
Le détecteur doit être une chambre d’ionisation dont la variation de réponse par unité de kerma dans l’air en
fonction de l’énergie des photons est faible et connue, et ceci pour toute la gamme d’énergie concernée.
L’équipement de mesure et son mode d’utilisation doivent être conformes aux recommandations de I’ISO 8963.
On doit utiliser une chambre moniteur de manière à permettre la correction des fluctuations du débit de kerma
dans l’air.
4.3.3 Mode opératoire de mesurage
Pour les rayonnements de référence choisis correspondant aux conditions spécifiées dans les tableaux 3, 4 et 5, le
mode opératoire suivant doit être appliqué.
Tracer la courbe d’atténuation IOge (Id) =f(d) dans laquelle rd est la valeur du débit de kerma dans l’air transmis à
travers un filtre d’une épaisseur d.
À partir de la courbe d’atténuation, déterminer la première et la deuxième couche de demi-atténuation.
Si la valeur de ces couches est conforme à rt 5 % près de celles des tableaux 3, 4 et 5, on pourra alors estimer que
la qualité du rayonnement de référence satisfait à la présente Norme internationale. Noter que pour la série à
faibles débits de kerma dans l’air, seules les premières couches de demi-atténuation sont tenues d’être conformes
aux valeurs données dans le tableau 3.
Si ce n’est pas le cas, la tension utilisée doit être réglée et les mesures répétées jusqu’à ce que le critère des
+ 5 % soit obtenu.
@ ISO
ISO 4037=1:1996(F)
4.4 Méthode de production des rayonnements de la série à fort débit de kerma dans l’air
4.4.1 Filtration fixe
Pour des tensions du tube inférieures ou égales à 60 kV, les filtrations totales (inhérente + additionnelle) ont une
valeur inférieure à celle équivalant à 4 mm d’aluminium, si bien qu’un tube radiogène de faible filtration inhérente
doit être utilisé pour générer les rayonnements des énergies les plus faibles. Pour les tensions supérieures ou
égales à 60 kV, la filtration fixe doit être ajustée à une valeur équivalant à 4 mm d’aluminium. Le filtre d’aluminium
servant à compléter la filtration inhérente du tube doit être placé après le filtre de cuivre de manière à réduire tout
rayonnement de fluorescence du cuivre. L’épaisseur d’aluminium utilisée ne doit pas être inférieure à 0,5 mm.
4.4.2 Filtration additionnelle
À une tension donnée, l’épaisseur de la filtration additionnelle doit être ajustée de telle sorte que la première
couche de demi-atténuation mesurée soit à $r: 10 % près de la valeur spécifiée, pour un rayonnement d’une énergie
inférieure ou égale à 30 kV, et à & 5 % près, pour un rayonnement d’énergie supérieure. La pureté minimale des
filtres additionnels et des écrans utilisés pour déterminer la couche de demi-atténuation doit être de 99,9 %,
excepté dans le cas de l’aluminium utilisé à 20 kV et en dessous pour lequel le minimum est de 99,99 %. Le
tableau 7 donne des exemples de filtration additionnelle pour la série à fort débit de kerma dans l’air.
4.5 Uniformité du champ et rayonnement diffusé
4.5.1 Diamètre du champ
Le diamètre du champ doit être suffisant pour irradier complètement et uniformément le détecteur au point d’essai
le plus proche du foyer, généralement au moins à 50 cm. Le champ doit rester inchangé pour tous les autres points
d’expérience de l’essai ou peut être réduit à un niveau juste suffisant pour irradier le détecteur d’une manière
uniforme.
4.5.2 Uniformité du champ
Le débit de kerma dans l’air, en chaque point d’essai, ne doit pas varier de plus de 5 % sur l’ensemble du volume
sensible du détecteur essayé
4.5.3 Rayonnement diffusé
Les deux essais suivants doivent être exécutés pour vérifier que, aux distances expérimentales, l’apport du
rayonnement diffusé est inférieur à 5 % du débit total de kerma dans l’air. Ces essais doivent être effectués à
l’aide d’une deuxième chambre d’ionisation étalon secondaire, de sensibilité appropriée et dont les variations de
réponse par unité de kerma dans l’air en fonction de l’énergie et de la direction des photons sont faibles pour tout
le spectre considéré.
4.5.3.1 Essai 1
Mesurer les débits de kerma dans l’air sur l’axe central du faisceau aux différents points d’essai. Les débits de
kerma dans l’air, après correction d’atténuation dans l’air et correction éventuelle pour la taille de la chambre,
doivent être proportionnels à 5 % près à l’inverse du carré de la distance entre le foyer et le détecteur.
4.5.3.2 Essai 2
Sur chaque distance utilisee dans l’essai 1, mesurer le débit de kerma dans l’air après avoir déplacé la chambre
dans un plan perpendiculaire à l’axe du faisceau et sur une distance égale à deux fois le rayon du faisceau plus sa
pénombre. Les débits de kerma dans l’air du rayonnement diffusé à l’extérieur du faisceau direct doivent être
inférieurs ou égaux à 5 % des débits correspondants mesurés sur l’axe central.
5 Rayonnements X de fluorescence
5.1 Principe
L’étalonnage des dosimètres et des débitmètres au moyen des rayonnements de fluorescence est basé sur
l’utilisation des raies de fluorescence K de certains matériaux, dont les énergies sont comprises entre 8,6 keV et
100 keV et qui sont fournies, en première approximation, par celles de leur raie K,I (voir figure 5). L’apport des
raies Kp est rendu négligeable par l’utilisation de filtres secondaires dont les discontinuités d’absorption K sont
situées entre les raies K, et Kp (voir tableau 10).
Tableau 10 - Radiateurs et filtres utilisés pour les rayonnements de fluorescence K de référence
Énergie
Filtration
théorique, Tension Filtration secondaire
NO Radiateur
primaire totale
appliquée
K
a1
au tubel)
I
Forme Masse surfacique
Masse surfacique Masse
Forme chimique recommandée de la surfacique chimique recommandée de la
Élément
recommandée forme chimique minimale recommandée forme chimique
considérée
considérée
keV kV g/cm*
g/cm* g/cm*
1 9,89 Germanium Ge02 0,180 60 Al 0,135 GdO 0,020 3’
2 15,8 Zirconium
Zr 0,180
80 Al 0,27 SrC03
0,053
3 23,2 Cadmium
Cd 0,150 100
Al 0,27 Ag
0,053
4 31,0
Césium cs*so4
0,190 100 Al 0,27 Te02
0,132
5 40,l Samarium
977203 0,175
120 Al 0,27 Ce02
0,195
49,l Erbium Er203
0,230 120 Al 0,27
Gd203 0,263
7 59,3 Tungstène
w 0,600
170 Al 0,27 Yb203
0,358
8 68,8 Or
Au 0,600
170 Al 0,27 w
0,433
9 75,0 Plomb Pb
0,700 190 Al 0,27
Au 0,476
10 98,4 Uranium
U 0,800
210 Al 0,27
Th 0,776
8,64 Zinc Zn
0,180 50 Al 0,135
CU 0,020
12 17,5 Molybdène
Mo 0,150
80 Al 0,27
Zr 0,035
13 25,3
Étain Sn 0,150
100 Al 0,27 Ag
0,071
14 37,4 Néodyme2)
Nd 0,150 110
Al 0,27 Ce21
0,132
15 49,l Erbium
Er 0,200 120
Al 0,27 Gd 0,233
16 59,3 Tungstène
w 0,600
170 Al 0,27
Yb 0,322
)TE - Pour les rayonnements 1 à 10, les radiateurs et les filtres sont des plaques métalliques ou des composés chimiques appropriés. Des rayonnements de substitution
Jvrant la même gamme d’énergies mais ne comportant que des filtres et des radiateurs métalliques peuvent être utilisés. Ils sont obtenus en remplaçant les radiateurs et les
*es 1 à 7 par les radiateurs et les filtres numérotés de 11 à 16.
La tension du tube optimale pour une pureté maximale du rayonnement de référence est environ deux fois l’énergie de la discontinuité d’absorption K du radiateur considéré.
des débits de kerma dans l’air plus élevés sont nécessaires, il est possible d’utiliser des valeurs de haute tension plus fortes, mais il en résultera une pureté moins grande du
onnement.
Ces éléments doivent être convenablement conditionnés afin d’éviter l’oxydation.
La valeur de 0,020 g/cm2 s’applique au gadolinium seul.

@ ISO
ISO 4037=1:1996(F)
5.2 Installation de production de rayons X de fluorescence
Cette installation comprend un générateur de rayons X et un dispositif de fluorescence constitue d’un radiateur, de
filtres, d’un diaphragme primaire, d’un diaphragme secondaire et d’un piège (voir figure 6).
5.2.1 Générateur de rayons X
Un générateur de rayons X semblable à celui qui est décrit en 4.2.1 peut être utilisé. La haute tension doit être
stabilisée de telle sorte que les variations ne dépassent pas + 5 % de la tension affichée.
Afin de tenir compte des fluctuations possibles du débit de kerma dans l’air, on doit utiliser une chambre moniteur,
irradiée par le faisceau secondaire; cette chambre doit être construite ou placée de manière à ne pas augmenter la
filtration secondaire d’une manière significative.
5.2.2 Dispositif de fluorescence (voir figure 6)
5.2.2.1 Radiateurs
Les radiateurs doivent être choisis parmi ceux donnés dans le tableau 10. Les matériaux des radiateurs doivent
avoir une pureté minimale de 99,9 %. Les radiateurs peuvent se présenter sous forme de feuilles de métal minces
ou de composés en poudre (oxyde, carbonate ou sulfate) dispersés dans un liant plastique ne contenant que des
métaux de faible numéro atomique (comparés à ceux des éléments de fluorescence), soit Zeff G 8. Le support du
radiateur doit être lui aussi constitué de matériaux dont le numéro atomique est faible par rapport à ceux de
l’élément radiateur.
5.2.2.2 Filtres
Un filtre (des filtres) primaire(s) doit (doivent) être utilisé(s) pour limiter les composantes de faible énergie du
faisceau primaire qui ne contribuent pas à la production du rayonnement de fluorescence. Un filtre (des filtres) doit
(doivent) être utilisé(s) dans le faisceau secondaire pour éliminer les raies L et réduire l’intensité des raies Kp.
correspondant aux raies K,. Leurs caractéristiques sont données dans le tableau 10.
5.2.2.3 Diaphragme primaire
Un diaphragme primaire placé à la sortie du tube radiogène doit limiter la section du faisceau d’excitation à celle de
l’élément de fluorescence, de manière à minimiser toute diffusion parasite des supports du radiateur et des parois
du dispositif de fluorescence.
5.2.2.4 Diaphragme secondaire
Ce diaphragme limite l’angle du faisceau du rayonnement de fluorescence et réduit ainsi la quantité de
rayonnement diffusé par I’environnementl).
5.2.2.5 Piège
Un piège doit être placé sur le trajet du rayonnement primaire afin d’empêcher le rayonnement diffusé produit par
le rayonnement primaire de diminuer la pureté du rayonnement de fluorescence. Ce piège peut être constitué
d’une salle, si possible de grandes dimensions, dans laquelle le faisceau primaire peut être envoyé.
5.2.2.6 Blindage de protection contre les rayons X
La zone réservée aux expériences doit être protégée des rayons X au moyen d’un écran ou de tout autre dispositif
de protection.
1) Dans ce cas l’environnement consiste en des murs, supports et autres éléments de l’installation.
@ ISO ISO 4037=1:1996(F)
5.3 Conditions de fonctionnement
5.3.1 Conditions géométriques
*
Le radiateur doit être incliné de 45” -C 5O par rapport à l’axe du faisceau de rayons X primaire, et l’on doit utiliser le
rayonnement de fluorescence dont la direction forme un angle de 90° avec celle du faisceau primaire (voir figure 6).
Pour fournir des débits de kerma dans l’air suffisamment élevés dans le faisceau secondaire, il convient
d’approcher le tube radiogène le plus possible du radiateur et le faisceau primaire doit irradier la plus grande surface
possible du radiateur.
II convient de placer le point d’essai à une distance du radiateur compatible avec le débit du kerma dans l’air
souhaité, et la variation du débit de kerma dans l’air du faisceau secondaire sur la surface du détecteur employé ne
doit pas excéder 5 %. La section transversale du faisceau au niveau du point d’essai doit toujours être supérieure à
la surface de la section transversale de l’instrument en cours d’étalonnage.
L’apport de rayonnement dû à la diffusion des faisceaux primaire et secondaire par l’environnement ne doit pas
excéder 5 % du débit de kerma dans l’air dû au rayonnement de fluorescence mesuré au point d’essai. La pureté
du rayonnement doit être contrôlée par spectrométrie.
5.3.2 Caractéristiques des rayonnements de référence
Le tableau 11 fournit, à titre indicatif, pour un courant de tube radiogène de 10 mA et une distance de 30 cm du
centre du radiateur, le pourcentage de kerma dans l’air dû au rayonnement parasite (voir la note ci-dessous). Le
tableau 11 donne également les débits de kerma dans l’air mesurés sur un faisceau de rayons X possédant les
caractéristiques du tableau 10.
Les débits peuvent être réduits en faisant varier les paramètres suivants:
courant du tube: réduction à environ 1 mA (susceptible de préserver les caractéristiques du rayonnement de
a)
référence);
b) diminution de la surface de la source de fluorescence: utilisation d’un diaphragme primaire d’un diamètre plus
faible, qui ne peut être inférieur au diamètre du foyer;
c) distance élément de fluorescence-détecteur: utilisation de distances allant jusqu’à environ 1 m. Si l’on utilise
des distances > 1 m, il est nécessaire de contrôler de nouveau la pureté spectrale du rayonnement de
référence.
NOTE - Le rayonnement parasite comprend les émissions caractéristiques autres que le rayonnement K, du radiateur et les
rayonnements diffusés provenant du radiateur lui-même et de son support, des diaphragmes et des filtres. II ne comprend pas
le rayonnement diffusé par l’environnement, que nous mentionnons ci-après.
Tableau ll- Exemples de débits de kerma dans l’air et de rayonnements parasites mesurés à 30 cm du
centre du radiateur avec un courant dans le tube radiogène de 10 mA
Débit de kerma dans l’air à 30 cm Kerma dans l’air dû
Énergie obtenue
du centre du radiateur au rayonnement parasitel)
keV
mGy.h-l %
s 10
de10à25 60àl30
de 25 à 98,4 26à60 G 10
1) Défini dans la note en 5.32 et donné par la formule:
Kerma dans l’air
...

IS0
NORME
4037-1
I NT E R NAT I O NA L E
Première édition
1996-1 2-1 5
Rayonnements X et gamma de référence
pour I'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
X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate
meters and for determining their response as a function of photon
energ y -
Part I: Radiation characteristics and production methods
Numéro de référence
IS0 4037-1 11 996(F)
IS0 4037-1:1996(F)
Page
Sommai re
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Définitions . 3
4 Rayonnements X filtrés de référence, à tension constante . 4
5 Rayonnements X de fluorescence . 12
6 Rayonnements gamma émis par les radionucléides . 16
7 Rayonnements de photons avec des énergies de 4 MeV
à 9 MeV . 19
Annexe
A Bibliographie . 41
O !SO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut etre reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris !a photocopie et les microfilms, sans !'accord
écrit de I'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 CH-1 21 1 Genève 20 Suisse
Immné en Suisse
II
IS0 4037-1:1996(F)
0 !SO
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d‘organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
comités tecnniques de
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
Leur publication comme
sont soumis aux comités membres pour vote
Normes internationales requiert l‘approbation de 75 % au moins des co-
mites membres votants
La Norme internationale IS0 4037-1 a ete élaborée par le comite technique
lSO/TC 85, inergie nucléaire, sous-comité SC 2, Radioprotection
Cette première édition de I‘ISO 4037-1 et I’ISO 4037-2 annule et remplace
la première édition (IS0 4037.1 979), dont elle constitue une révision
technique.
L’ISO 4037 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général 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 I: Caractéristiques des rayonnements et méthodes de
production
- Partiez: Dosimétrie des rayonnements X et gamma de référence
pour la radioprotection dans les gammes d’énergie allant de 8 keV à
1,3 MeV et de 4 MeVà 9 MeV.
L’annexe A de la présente partie de I’ISO 4037 est donnée uniquement 8
titre d‘information.
...
ill
NORME INTERNATIONALE O IS0 IS0 4037-1:1996(F)
Rayonnements X et gamma de référence pour I‘étalonnage des
dosimètres et des débitmètres, et pour la détermination de leur
réponse en fonction de l‘énergie des photons -
Partie I:
Caracteristiques des rayonnements et méthodes de production
1 Domaine d’application
La présente partie de I‘ISO 4037 spécifie les caractéristiques et les méthodes de production des rayonnements X
et gamma de référence pour I’étalonnage des dosimètres et des débitmètres de radioprotection aux débits de
l’air de 10 pGy.h-l à 10 Gy.h-l, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des
kerma dans
Dhotons.
Les méthodes de production d’un groupe de rayonnements de référence pour une gamme d’énergie donnée sont
définies dans quatre parties qui précisent les caractéristiques de ces rayonnements. Les quatre groupes de
rayonnement de référence sont:
dans la gamme des énergies comprises approximativement entre 7 keV et 250 keV, des rayonnements X
a)
filtrés à tension constante et les rayonnements gamma de I’américium-241;
dans la gamme d’énergie de 8 keV à 1 O0 keV, les rayonnements X de fluorescence;
b)
dans la gamme d’énergie de 600 keV à 1,3 MeV, les rayonnements gamma émis par des radioéléments;
c)
d) dans la gamme d’énergie de 4 MeV à 9 MeV, les rayonnements gamma produits par des réacteurs et des
accélérateurs.
Les rayonnements de référence doivent être choisis à partir du tableau 1.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO 4037. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
I’ISO 4037 sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
partie de
indiquées ci-après. Les membres de la CE1 et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
IS0 197-1 :I 983, Cuivre et alliages de cuivre - Termes et définitions - Partie I: Matériaux.
IS0 1677:1977, Sources radioactives scellées - Généralités.
IS0 3534-1 :I 993, Statistique - Vocabulaire et symboles - Partie I: Probabilités et termes statistiques généraux
IS0 8963: 1988, Dosimétrie de rayonnements de référence X et gamma pour la radioprorection dans le domaine
d‘énergie comprise entre 8 keVet 1,3 MeV.
ICRU Report 1 Ob, Physicai Aspects of /rrad/ation. National Bureau of Standards handbook 85 (1 964)
IS0 4037-1:1996(F)
0 IS0
Tableau 1 - Liste de référence des rayonnements X et gamma avec ieur energie moyenne
Valeurs en kiloélectronvolts
Rayons X filtrés,
Rayons
Rayons X de
énergie moyenne
gamma,
fluorescence,
Série à faible
Série à spectre énergie
Série à spectre
Série à fort débit
énergie
moyenne
débit de kerma étroit
large
moyenne !e kerma dans l’ail
dans l‘air
8,6 7,5
9,9
15,8
17.5 17
20 20
23,2 24
25,3 26
37,4
40,l
43 48 45
49,l
59.3 60 57
57 59,5 1241Am)
68,8
75,O 79
87 83
98,4 1 O0
104 102
1 O9
149 137 146
173 147
21 1 208 208
662(13’Cs)
173 et I 333 (%O
4 400 (I2C)
6 O00 (Ti)
6 130’)
l60 et 16N
8 500 (Ni)
Lorsau’ils sont moi ts par des protons d’énergie proche du seuil, voir 7.1.
0 IS0 IS0 4037-1:1996(F)
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I'ISO 4037, les définitions suivantes s'appliquent.
énergie moyenne des photons, Ë : Rapport défini par la formule:
3.1
E rriax
@E EdE
- E= I,
JOEmx @E dE
oh OE est la dérivée de la fluence DE des photons primaires d'énergie E aux énergies comprises entre E et
ET dE[l], définie par
d'une manière abrégée par ccénergie moyenne)).
Dans la présente partie de I'ISO 4037, cette énergie est désignée
3.2 resolution spectrale, RE (largeur totale a mi-hauteur): Rapport, exprimé en pourcentage, défini par la formule:
AE
R, = - x 1 O0
E
où ,A,? est la largeur du spectre à la moitié de son ordonnée maximale.
NOTE - Dans le cas où des raies de fluorescence sonr présentes dans le spectre, la largeur spectrale mesurée est
seulement celle du spectre continu.
Dans la présente partie de I'lSO 4037, cette définition est désignée, par abréviation, par ((résolution))
3.3 couche de demi-atténuation (kerma dans l'air), CDA ou CDAX[*1: Épaisseur du matériau spécifié qui atténue
le faisceau de rayonnement de telle sorte que le débit de kerma dans l'air est réduit à la moitié de sa valeur
d'origine. Dans cette définition, l'apport de tous les rayonnements diffusés, autres que ceux pouvant être présents
à l'origine dans le faisceau concerné, est considéré comme exclu.
3.4 coefficient d'homogénéité, h: Rapport entre la première et la deuxième couche de demi-atténuation (kerma
dans l'air):
lère CDA
h=
*ème CDA
3.5 énergie efficace, E,ff (d'un rayonnement constitué de rayons X de différentes énergies): Énergie des rayons
X monoénergétiques ayant la même CDA.
3.6 valeur de la tension crête; taux d'oscillation: Rapport, exprimé en pourcentage, défini, pour un courant
donné, par la formule:
ou est la valeur maximale et U,,, la valeur minimale entre lesquelles la tension oscille.
U,,,
IS0 4037-1:1996(F) 0 IS0
3.7 groupe radiogène; générateur de rayons X: Ensemble comprenant une alimentation haute tension, un tube
radiogène avec son coffret de protection et des raccordements électriques haute tension.
3.8 tube radiogène: Tube à vide destiné à la Droduction de rayons X par bombardement de l’anode par un
faisceau d’électrons accélérés sous une différence de potentiel.
3.9 moniteur (de faisceau): Instrument utilisé pour surveiller la stabilité du débit de kerma dans l’air pendani une
irradiation ou pour comparer les valeurs de kerma dans l’air après des irradiations successives
3.10 rayonnement primaire (ou faisceau): Rayonnement ou faisceau produit par le tube radiogene
3.1 1 rayonnement secondaire [de fluorescencel: Rayonnement ou faisceau produit par un corps irradié.
3.12 blindage du tube radiogène: Panneau fixe ou mobile destiné à réduire l’apport de rayonnement diffusé aux
faisceaux primaires ou, dans le cas de la fluorescence, secondaires
4 Rayonnements X filtrés de référence, a tension constante
4.1 Generalites
Le présent article spécifie les caractéristiques des rayonnements de référence filtrés et la méthode par laquelle un
laboratoire peut produire un rayonnement de référence spécifié.
4.1.1 Qualité du rayonnement
La qualité d‘un rayonnement X filtré est caractérisée dans la présente partie de I’ISO 4037 par les paramètres
suivants:
énergie moyenne, ËI d’un faisceau, exprimé en kiloélectronvolts (keV);
a)
résolution, RE, exprimée en pourcentage;
b)
c) couche de demi-atténuation (kerma dans l‘air), CDA, exprimée en millimètres d’aluminium (AI) ou de cuivre
(Cu);
d) coefficient d’homogénéité, h.
Dans la pratique, la qualité du rayonnement obtenue dépend principalement
- de la haute tension dans le tube radiogène,
- de I’épaisseur et de la nature de la filtration totale, et
- des caractéristiques de la cible.
Afin d‘assurer la production de rayonnements de référence en conformité avec les spécifications données,
l’installation doit satisfaire à certaines conditions. Ces dernières sont décrites en 4.2.
4.1.2 Choix des rayonnements de référence
La présente partie de I‘ISO 4037 spécifie quatre séries de rayonnements de référence (voir tableau 2), chacune de
ces séries étant caractérisée par la résolution du spectre:
une série à faibles débits de kerma dans l’air (voir figure 1 );
a)
b) une série spectres etroits (voir figure 2);
0 IS0 IS0 4037-1:1996(F)
une série à spectres larges (voir figure 3);
c)
une série à débits élevés de kerma dans l’air (voir figure 4).
d)
Les spectres représentés sur les figures 1 à 4 se basent en grande partie sur des calculs théoriques[3] et ne sont
donnés qu’à titre d’exemples. Certains spectres pratiques sont également inclus et des exemples de mesures
pratiques de spectres sont donnés dans les références 141, [51, [61, [71 et [81.
II convient d‘utiliser les spectres les plus étroits, c‘est-à-dire ceux avec la résolution la plus grande, pour mesurer
les variations de la réponse d’un instrument en fonction de l’énergie des photons, à condition que les débits de
à débits élevés
kerma dans l’air de cette série soient compatibles avec la gamme de l’instrument essayé. La série
de kerma dans l‘air convient pour déterminer ies caractéristiques de saturation de certains instruments.
5 et 6 donnent des détails sur les conditions de mise en œuvre de chacune des quatre séries. Le
Les tableaux 3, 4,
tableau 7 montre un exemple de filtration additionnelle nécessaire pour produire les qualités de rayonnement des
séries à débits élevés de kerma dans l‘air pour des valeurs particulières de filtration fixe.
Pour les séries à faibles débits de kerma dans l’air ainsi que pour les séries à spectre étroit et à spectre large, un
((laboratoire de référence)) vérifiera, par analyse spectrométrique, que la valeur de l‘énergie moyenne produite est
dans la limite de f 3 YO et la résolution, RE, des spectres dans la limite de k 10 % des valeurs des tableaux 3,
4 et 5.
Pour les rayonnements de référence de ces trois séries dont les énergies moyennes sont inférieures à 30 keV, les
énergies moyennes et les résolutions doivent avoir, respectivement à lir 5 % près et k 15 YO près, les valeurs
3, 4 et 5.
indiquées dans les tableaux
Pour les rayonnements de référence, utilisant une filtration additionnelle inférieure ou égale à 1 mm d’aluminium,
l‘angle de la cible, I’état de la cible et le trajet dans l’air influencent considérablement les valeurs des énergies
moyennes, les résolutions et les CDA.
Dans le cas où le laboratoire ne dispose pas de système spectrométrique, on utilisera les caractéristiques des
hautes tensions et de la filtration indiquées dans les tableaux 3, 4 et 5 et on vérifiera les rayonnements de
référence produits par la méthode simple décrite en 4.3.
Tableau 2 - Spécifications des rayonnements X filtrés
Coefficient d’homogénéité,
Débits de kerma dans l’air
Résolution, RE
Nom de la série
h caractéristiquesl) 2)
Y0 (valeurs approximatives) Gy h-1
Faible débit de lterrna 18 à 22 I 1 .O 3 x I 0-4 3)
I Spectre étroit I 27 à 37 I 0,75 à 1,0 I 10-3 10-2 31 I
I Spectre large I 48 à 57 I 0,67 à 0,98 I 10-2 a 10-1 31 I
Fort débit de kerrna Non spécifiée 0,64 à 0,86 1 O-* à 0,5
@ IS0
IS0 4037-1:1996(F)
Tableau 3 - Caractéristiques de la série à faible débit de kerma dans l'air
Filtration additionnelle*)
Énergie
lère CDA~I
Résolution, Tension du
moyenne, Ë
RE tubel) rnrn
Cu I AI I mm
10 0,33) 0.058 Ai
8,5
17 21 20 2,031 0,42 AI
26 30 0,18 4,03) 1,46 AI
30 21 35 0,25 2,20 AI
48 22 55 1,2 0,25 Cu
60 22 70 0,49 Cu
2,5
87 22 1 O0 1,24 Cu
2,o 0,5
1 O9 125 2,04 Cu
21 4,O 1 .O
149 18 170 3,47 Cu
1,5 3,O 1 .O
O
185 18 21 4.54 Cu
3,5 2,o 0,5
211 I 18 I 240 I 5.5 I 2,O 0,5 5,26 Cu
1) La tension du tube est mesurée en charge.
2) À l'exception des trois énergies les plus faibles pour lesquelles ta filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium. la
filtration totale comprend la filtration additionnelle et la filtration inhérente ajustée à 4 mm d'aluminium (voir 4.2.3)
3) La filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium, mais d'autres valeurs peuvent étre utilisées à condition que l'énergie
moyenne soit à f 5 % et la résolution à f 15 YO des valeurs données dans le tableau.
4) Les CDA sont mesurées à une distance de 1 m du foyer. La 2ème CDA n'est pas spécifiée dans cette série car elle n'est pas
significativement différente de la première.
Tableau 4 - Caractéristiques de la série à spectre étroit
Filtration additionnelle*)
Énergie
1 ère 2ème
Résolution, Tension du
moyenne, Ë mm
tubel) CDA41
RE CDA4)
kV
Y0
keV mrn
Pb Sn Cu AI rnm
~
8 28 10 0,131 0,047 AI 0,052 AI
0.14 AI
12 33 15 0.53) 0,16 AI
16 34 20 1,03) 0,32 AI 0,37 AI
20 33 25 2,031 0,66 AI 0,73 AI
24 32 30 4,031 1,15Al 1,30 AI
40 0,084 Cu 0,091 Cu
33 30 0,21
48 36 60 0,24 Cu 0.26 Cu
0,6
65 32 80 0,58 Cu 0,62 Cu
2,o
1,11 Cu
83 28 1 O0 1.17 Cu
5,O
1 O0 27 120 1,71 Cu 1,77 Cu
1 ,O 5,O
118 37 150 2,36 Cu 2,47 Cu
2,5
164 30 200 1 .O 3.0 2.0 3,99 Cu 4.05 Cu
5,19 Cu
208 28 2,o 5.23 Cu
250 27 6,12 Cu 6,15 Cu
3,O
1) La tension du tube est mesurée en charge.
2) À l'exception des cinq énergies les plus faibles pour lesquelles la filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium, la
filtration totale comprend la filtration additionnelle plus la filtration inhérente ajustée a 4 mm d'aluminium (voir 4.2.3)
3) La filtration inhérente recommandée est de 1 mm de béryllium, mais d'autres valeurs peuvent être utilisées à condition que l'énergie
moyenne soit à f 5 % et la résolution à f 15 des valeurs données dans le tableau.
4) Les CDA sont mesurées à une distance de 1 m du foyer.
'?'O
IS0 4037-1 :I 996( F)
Tableau 5 - Caractéristiques de la série à spectre large
2ème CDA
Energie Résolution, Tension sur le Filtration lbre CDA
tube’) additionnelle2) Cu31
RE
moyenne, Ë
kV mm
Y0
keV
45 48 60 0,18
0,3
0,35
57 55 80 0.5 0.44
79 51 110 2.0 0,96 1,11
104 56 150 1,86 2,l O
57 200 3.08 3.31
173 56 250 4,22
208 57 300 5,20
1) La tension du tube est mesurée en charge
2) La filtration totale consiste, dans chaque cas, en la filtration additionnelle plus la filtration inherente ajustee a 4 mm d’aluminium (voir
4 2 3)
31 Les CDA sont mesurees a une distance de 1 m du foyer
Tableau 6 - Caractéristiques de la série à fort débit de kerma dans l’air
lire CDA3)
Tension du tube’)
mm
kV
Aluminium I Cuivre
10 0,04
20 0.1 1
30 0,35
60 2.4 0,077
1 O0 0,29
1,7
2,5
2802)
3,4
3.4
1) La tension constante est mesuree en charge
2) Ce rayonnement de reference a ete introduit comme alternative a celui de 300 kV, lorsque 300 kV ne peuvent
pas etre atteints dans les conditions de charge maximale
31 Les CDA sont mesurees a une distance de 1 m du foyer
IS0 4037-1:1996(F) @ IS0
Tableau 7 - Caractéristiques approximatives de Oa serie à fort débit de kerma dans l’air
Filtration additionnelle” Couche de derni-atténuation2)
Filtration additionnelle” Couche de derni-atténuation2) Énergie Énergie
Tension
Tension mm mm mm moyenne, moyenne,
mm
- -
du tube
du tube
Première Seconde E E
Première I Seconde
kV kV Air AI Cu AI Cu keV keV
Air AI Cu AI Cu
AI AI 1 Cu Cu
750 0,036 0,010 0,041 0,011
10 10 750 0,036 0,010 0,041 0,011 7,5 7,5
20 0,15 750 750 0,12 0,12 0,007 0,007 0,16 0,16 0,009 0,009 12,9 12,9
20 0,15
30 30 0,52 0,52 750 750 0,38 0,38 0,013 0,013 0,60 0,60 0,018 0,018 19,7 19,7
60 60 3,2 750 750 2,42 2,42 0,079 0,079 3,25 3,25 0,11 0,11 37,3 37,3
3,2
1 1 O0 O0 3,9 3,9 0,15 0,15 750 750 6,56 6,56 0,30 0,30 8,05 8,05 0,47 0,47 57,4 57,4
200 200 1,15 1,15 2 2 250 250 14,7 14,7 1.70 1.70 15,5 15,5 2,40 2,40 102 102
250 250 1,6 2 2 250 250 16,6 16,6 2,47 2,47 17,3 17,3 3,29 3,29 122 122
1,6
2 250 18,6 3.37 19,o 3,99
280 280 3,O 3,O 2 250 18,6 3.37 19,o 3,99 146 146
300 300 2.5 2 2 250 250 18,7 18,7 3,40 3,40 19,2 19,2 4.1 4.1 5 5 147 147
2.5
NOTE - Les valeurs figurant dans ce tableau sont tirees des tableaux B4 et 85 de Seelentag er a/ [51 et les spectres de la figure 4 ont ete
incluse dans la filtration
calcules en utilisant les conditions definies dans les tableaux 131 La longueur du parcours dans I air employee
additionnelle n est significative que pour les energies les plus faibles Les distributions spectrales reelles obtenues dans une installation
donnee dependent de I angle de la cible et de sa rugosite
I) Pour des tensions appliquees au tube superieures a 100 kV, la filtration totale comprend la filtration additionnelle et la filtration inherente
ajustee a 4 mm d’aluminium (voir 4 2 3) Pour des tensions de 100 kV er au-dessous les exemples donnes ci-dessus se referent a une
filtration inherente d environ 4 mm de beryllium
2) Les CDA sont mesurees a une distance de 1 m du foyer
Pour les séries à débits élevés de kerma dans l’air, la qualité des rayonnements de référence est spécifiée en
fonction de la tension appliquée au tube radiogène et de la première couche de demi-atténuation (CDA). La
méthode de production des séries de débits élevés de kerma dans l’air est décrite en 4.4.
4.2 Conditions et méthodes de production des rayonnements de référence
4.2.1 Caractéristiques des générateurs de rayons X
Les rayonnements X doivent être produits par un générateur de rayons X dont la haute tension appliquée au tube
doit avoir une onde résiduelle inférieure à 10 9’0. II est préférable d’utiliser un générateur de rayons X ayant une
la plus faible possible. Des groupes radiogènes sont disponibles sur le marché avec une onde
onde résiduelle
résiduelle La cible du tube radiogène doit être en tungstène, du type ((réflexion)) et elle doit être orientée suivant un angle au
moins égal à 20” par rapport à la direction de bombardement des électrons.
Pendant l’irradiation, la valeur moyenne du potentiel du tube doit être stable dans la limite de f 1 %.
NOTE - Les effets du vieillissement augmentant la filtration inhérente, il convient d’utiliser le tube radiogène de manière à
réduire ces effets au maximum (voir 4.2.3).
4.2.2 Tension appliquée au tube
Le laboratoire de référence doit étalonner pour différentes valeurs et en condition de fonctionnement, I‘équipement
servant à indiquer la tension appliquée au tube. Les meilleures méthodes utilisent une chaîne de résistances
étalonnée de façon appropriée ou impliquent la mesure de l‘énergie maximale des photons par spectrométrie à
haute résolution. Si I‘étalonnage est réalise par spectrométrie, la tension du tube doit être définie par l’intersection
la partie linéaire du spectre du côté des fortes énergies avec l’axe des énergies. La valeur
de l‘extrapolation de
conventionnellement vraie de la tension du tube doit être connue à f 2 % près.
Pour les laboratoires ne disposant pas de ces moyens, il est encore possible de fixer la tension du tube de manière
à produire l‘un ou l’autre des rayonnements décrits dans les tableaux 3, 4 et 5. Ceci peut être réalisé par l’une des
méthodes su iva n tes.
0 IS0 IS0 4037-1:1996(F)
a) Pour des rayonnements générés à des potentiels inférieurs à 116 kV (c'est-à-dire en dessous du seuil
d'absorption K de l'uranium à 1 15,6 keV), l'appareil de mesure de la tension ou le voltmètre peut être étalonné
au moyen de techniques basées sur l'excitation des rayonnements caractéristiques d'un élément choisi.
On peut également utiliser la méthode décrite en 4.3, pour des tensions de tube supérieures a 116 kV. La
b)
filtration inhérente doit être déterminée comme indiqué en 4.2.3 et la filtration fixe doit être ajustée à la valeur
requise au moyen d'un filtre d'aluminium additionnel (la somme des filtrations constituant ainsi la nouvelle
filtration fixe). L'étalonnage de la tension du tube doit être déterminé par la couche de demi-atténuation ae
référence obtenue au moyen de la méthode spécifiée en 4.3.
4.2.3 Filtration
NOTE - La filtration totale est composée de la filtration fixe et de la filtration additionnelle. Pour les trois rayonnements ayant
les energies les plus faibles iavec des énergies moyennes de 8,5 keV, 17 keV et 26 keV dans la série des faibles débits de
kerma dans l'air) et pour les cinq rayonnements ayant les énergies les plus faibles (avec des énergies moyennes de 8 keV,
12 keV, 16 keV, 20 keV et 24 keV pour la série de spectre étroit), la filtration fixe intègre la filtration inhérente du tube
recommandée de 1 mm de béryllium (Be). II est possible d'utiliser d'autres valeurs de filtration du tube [voir renvoi 3) des
tableaux 3 et 41.
4.2.3.1 Pour tous les autres rayonnements de référence, la filtration fixe comprend:
La filtration inhérente du tube à laquelle s'ajoute, le cas échéant, celle due à la chambre d'ionisation moniteur,
a)
les filtres d'aluminium qui sont ajoutés pour obtenir une filtratior; fixe totale équivalente à celle de 4 mm
d'alumminium à 60 kV. Ces filtres d'aluminium doivent être placés après la filtration additionnelle (c'est-à-dire
le plus loin possible du foyer des rayons X) ae manière à éliminer au maximum les rayonnements de
fluorescence de la filtration additionnelle.
La filtration inhérente du tube est due aux divers éléments constitutifs (verre de l'ampoule, huile, fenêtre, etc.):
b)
elle est exprimée, pour une tension donnée, par I'épaisseur d'un filtre d'aluminium qui, en l'absence des
éléments constitutifs, produirait un rayonnement ayant la même première CDA. II est conseillé de ne pas
utiliser de tube dont la filtration inhérente dépasse 3,5 mm d'aluminium.
La filtration inhérente doit être contrôlée périodiquement de manière à s'assurer que cette limite n'est pas
c)
atteinte (par le vieillissement du tube) et à procéder au réglage de la filtration fixe.
4.2.3.2 La détermination de la filtration inhérente doit être faite en mesurant, avec des écrans d'aluminium à
99,9 % de pureté, la première couche de demi-atténuation du faisceau produit par le tube sans filtration
additionnelle, à 60 kV, de la manière suivante.
Il convient d'utiliser la méthode de mesure de la CDA conformément au Rapport ICRU 10b et la référence [91;
Si un moniteur à chambre d'ionisation est utilisé pendant la mesure de la filtration inhérente, il est souhaitable
de le placer entre les deux séries de collimateurs du faisceau et de le faire suivre par les écrans d'aluminium,
de manière à l'empêcher de répondre aux rayonnements rétrodiffusés par les écrans.
La première couche de demi-atténuation doit être déterminée au moyen d'une chambre d'ionisation dont on
connaît la réponse en fonction du débit de kerma dans l'air, pour toute la gamme d'énergie concernée. Des
corrections doivent être appliquées pour toute variation de réponse du détecteur due aux variations du spectre
des photons lorsqu'on augmente I'épaisseur de I'absorbeur d'aluminium.
Les mesures de la filtration inhérente doivent être effectuées de telle sorte que le rayonnement diffusé par les
absorbeurs d'aluminium et atteignant le détecteur soit négligeable car ce rayonnement augmenterait la valeur
mesurée de la CDA. Pour les rayonnements produits à des tensions supérieures à 100 kV, il convient
d'effectuer une extrapolation à un champ de taille infiniment petite.
Il est conseillé de placer les écrans d'aluminium à égale distance du foyer du tube radiogène et du détecteur.
Le diamètre du faisceau à l'emplacement du détecteur doit être juste suffisant pour l'irradier complètement et
uniformément. La distance entre les écrans d'aluminium et le détecteur doit être égale à au moins cinq fois le
diamètre du faisceau au niveau du détecteur.
La courbe d'atténuation dans l'aluminium doit être tracée, la première couche de demi-atténuation déterminée
et on doit déduire de celle-ci la valeur de la filtration inhérente sur la base du tableau 8 Les résultats sont à
arrondir au dixième de millimètre le plus proche
IS0 4037-1:1996(F)
Tableau 8 - Filtration inhérente
~~
Filtration inhérente
Première CDA
mm d'aluminium Q 60 kV mm d'aluminium
0,33
0,38
0,54
0,67
0.82
1 ,O2
1,15
1,54
1.83
2,11
2,35 3
2,56
3.5
2,75
2.94
4.5
3,08 5
3.35
3.56 7
NOTE - Les résultats utilisés sont ceux de la référence [101
Dans le cas de rayonnement X filtré, on peut utiliser les valeurs déterminées sur la base du tableau 8 à 60 V pour
d'autres valeurs de haute tension, les variations de la filtration inhérente exprimée en millimètres d'aluminium étant
faibles par rapport à la filtration additionnelle.
NOTE - La valeur de la filtration inherente, exprimee en millimetres d'aluminium, varie en fonction de I'energie d'une
maniere qui dépend des déments constitutifs de la filtration inherente
4.2.3.3 La filtration additionnelle comprend:
Pour les séries à faibles débits de kerma dans l'air, à spectre étroit et à spectre large: des filtres en plomb, en
a)
étain et en cuivre comme indiqué dans les tableaux 3, 4 et 5.
b) Pour la série à fort débit de kerma dans l'air: de l'aluminium.
Tableau 9 - Spécifications des métaux
~
Masse volumique nominale
Métal Qualité
g/cm3
Aluminium Pureté minimale 99,9 YO 2,70
Cuivre') Pureté minimale 99,9 YO 8.94
7,28
Etain Pureté minimale 99,9 9'0
11,3
Plomb Haute purete
Pureté minimale 99,9 YO
1) Voir IS0 197/1.
I
0 IS0 IS0 4037-1:1996(F)
Pour des tensions du tube < 100 kV ou du cuivre et de l’aluminium (pour des tensions 2 100 kV): comme
c)
indiaué dans le tableau 7.
Pour chacun des métaux choisis, I‘épaisseur des filtres utilisés doit être spécifiée à k 5 % près et être aussi
homogène que possible (sans inclusions d’air, de soufflures, de craquelures ou de grains macroscopiques) et la
pureté des métaux doit correspondre à celle spécifiée dans le tableau 9
Les éléments individuels de la filtration additionnelle doivent être disposés, à partir du foyer, dans l’ordre
décroissant de leurs numéros atomiques.
4.3 Autre méthode de mise en Oeuvre des rayonnements de référence
Cette méthode permet à un laboratoire qui ne dispose pas des moyens de mesure de la valeur de la tension du
tube de définir les réglages de cette tension à effectuer, de manière à produire un rayonnement qui soit aussi
proche que possible du rayonnement de référence. Cette méthode n’est pas applicable à la série à fort débit de
kerma traitée en 4.4.
4.3.1 Critère
Si la première et la deuxième couche de demi-atténuation d‘un matériau donné sont conformes à i: 5 % près pour
deux faisceaux de rayons X, ces derniers sont considérés comme étant globalement de même qualité. Pour des
tensions du tube supérieures à 100 kV, la CDA doit être obtenue par extrapolation à un champ de taille infiniment
petite (voir 4.2.3.2).
4.3.2 Appareillage
L’appareillage est constitué par le détecteur lui-même et I’équipement de mesure, permettant une répétabilité d’au
moins 0,3 %, conformément à I‘ISO 3534-1.
Le détecteur doit être une chambre d’ionisation dont la variation de réponse par unité de kerma dans l’air en
fonction de l’énergie des photons est faible et connue, et ceci pour toute la gamme d‘énergie concernée.
L‘équipement de mesure et son mode d’utilisation doivent être conformes aux recommandations de I’ISO 8963.
On doit utiliser une chambre moniteur de manière à permettre la correction des fluctuations du débit de kerma
dans l’air.
4.3.3 Mode opératoire de mesurage
Pour les rayonnements de référence choisis correspondant aux conditions spécifiées dans les tableaux 3, 4 et 5, le
mode opératoire suivant doit être appliqué.
Tracer la courbe d’atténuation log, (Id) =f(d) dans laquelle Id est la valeur du débit de kerma dans l‘air transmis à
travers un filtre d‘une épaisseur d.
À partir de la courbe d’atténuation, déterminer la première et la deuxième couche de demi-atténuation.
SI la valeur de ces couches est conforme a ? 5 % près de celles des tableaux 3, 4 et 5, on pourra alors estimer que
la qualité du rayonnement de référence satisfait à la présente Norme internationale Noter que pour la serie à
faibles débits de kerma dans l’air, seules les premières couches de demi-atténuation sont tenues d’être conformes
aux valeurs données dans le tableau 3
SI ce n’est pas le cas, la tension utilisée doit être réglée et les mesures répétées jusqu’à ce que le critère des
k 5 % soit obtenu.
IS0 4037-1:1996(F) @ IS0
4.4 Méthode de production des rayonnements de la série à fort débit de kerma dans l’air
4.4.1 Filtration fixe
Pour des tensions du tube inférieures ou égales à 60 kV, les filtrations totales (inhérente + additionnelle) ont une
à celle équivalant à 4 mm d‘aluminium, si bien qu‘un tube radiogène de faible filtration inherente
valeur inférieure
doit être utilisé pour générer les rayonnements des énergies les plus faibles. Pour les tensions supérieures ou
à 60 kV, la filtration fixe doit être ajustée à une valeur équivalant à 4 mm d‘aluminium. Le filtre d‘aluminium
égales
servant à compléter la filtration inhérente du tube doit être placé après le filtre de cuivre de manière à réduire tout
à 0,5 mm.
rayonnement de fluorescence du cuivre. L’épaisseur d’aluminium utilisée ne doit pas être inférieure
4.4.2 Filtration additionnelle
À une tension donnée, I’épaisseur de la filtration additionnelle doit être ajustée de telle sorte que la première
couche de demi-atténuation mesurée soit à k 1 O 9’0 près de la valeur spécifiée, pour un rayonnement d’une énergie
inférieure ou égale à 30 kV, et à k 5 9’0 près, pour un rayonnement d‘énergie supérieure. La pureté minimale des
filtres additionnels et des écrans utilisés pour déterminer la couche de demi-atténuation doit être de 99,9 TO,
excepté dans le cas de l’aluminium utilisé à 20 kV et en dessous pour lequel le minimum est de 99,99 % Le
tableau 7 donne des exemples de filtration additionnelle pour la série à fort débit de kerma dans l’air.
4.5 Uniformité du champ et rayonnement diffusé
4.5.1 Diamètre du champ
Le diamètre du champ doit être suffisant pour irradier complètement et uniformément le détecteur au point d’essai
le plus proche du foyer, généralement au moins à 50 cm. Le champ doit rester inchangé pour tous les autres points
d’expérience de l‘essai ou peut être réduit à un niveau juste suffisant pour irradier le détecteur d’une manière
uniforme,
4.5.2 Uniformité du champ
Le débit de kerma dans l‘air, en chaque point d’essai, ne doit pas varier de plus de 5 ?‘O sur l’ensemble du volume
sensible du détecteur essayé
4.5.3 Rayonnement diffusé
Les deux essais suivants doivent être exécutés pour vérifier que, aux distances expérimentales, l’apport du
rayonnement diffusé est inférieur à 5 % du débit total de kerma dans l‘air. Ces essais doivent être effectués à
l’aide d’une deuxième chambre d’ionisation étalon secondaire, de sensibilité appropriée et dont les variations de
réponse par unité de kerma dans l’air en fonction de l’énergie et de la direction des photons sont faibles pour tout
le spectre considéré.
4.5.3.1 Essai 1
Mesurer les débits de kerma dans l’air sur l’axe central du faisceau aux différents points d‘essai. Les débits de
kerma dans l’air, après correction d’atténuation dans l’air et correction éventuelle pour la taille de la chambre,
doivent être proportionnels à 5 % près à l’inverse du carré de la distance entre le foyer et le détecteur.
4.5.3.2 Essai 2
Sur chaque distance utilisée dans l’essai 1, mesurer le débit de kerma dans l‘air après avoir déplacé la chambre
dans un plan perpendiculaire à l‘axe du faisceau et sur une distance égale à deux fois le rayon du faisceau plus sa
pénombre. Les débits de kerma dans l‘air du rayonnement diffusé à l‘extérieur du faisceau direct doivent être
inférieurs ou égaux à 5 YO des débits correspondants mesurés sur l’axe central.
5 Rayonnements X de fluorescence
5.1 Principe
L‘étalonnage des dosimètres et des débitmètres au moyen des rayonnements de fluorescence est basé sur
l‘utilisation des raies de fluorescence K de certains matériaux, dont les énergies sont comprises entre 8,6 keV et
100 keU et qui sont fournies, en première approximation, par celles de leur raie Ka, (voir figure 5). L’apport des
raies Kp est rendu négligeable par l’utilisation de filtres secondaires dont les discontinuités d’absorption K sont
situees entre les raies Ka et Kp (voir tableau IO).
IS0 4037-1:1996(F)
L
000000 LOCoOrNb
---Y-
ooooLoooooo 000000
COLoLoLooo
lxJCoLo~bmoooo
Y------ 7-77
-!. '4 '4. b cq N- (4
0- 0- 0- 0- 0- O O O O O 0- 0- 0- 0- O O
L
. ,
lu
P
0 IS0
IS0 4037-1:1996(F)
5.2 Installation de production de rayons X de fluorescence
Cette installation comprend un générateur de rayons X et un dispositif de fluorescence constitué d'un radiateur, de
filtres, d'un diaphragme primaire, d'un diaphragme secondaire et d'un piège (voir figure 6).
5.2.1 Générateur de rayons X
Un générateur de rayons X semblable à celui qui est décrit en 4.2.1 peut être utilisé. La haute tension doit être
stabilisée de telle sorte que les variations ne dépassent pas k 5 % de la tension affichée.
Afin de tenir compte des fluctuations possibles du débit de kerma dans l'air, on doit utiliser une chambre moniteur,
irradiée par le faisceau secondaire; cette chambre doit être construite ou placée de manière à ne pas augmenter la
filtration secondaire d'une manière significative.
5.2.2 Dispositif de fluorescence (voir figure 6)
5.2.2.1 Radiateurs
Les radiateurs doivent être choisis parmi ceux donnes dans le tableau 10 Les matériaux des radiateurs aoivent
avoir une pureté minimale de 99,9 Les radiateurs peuvent se présenter sous forme de feuilles de metal minces
ou de composés en poudre (oxyde, carbonate ou sulfate) disperses dans un liant plastique ne contenant que des
metaux de faible numéro atomique (comparés à ceux des éléments de fluorescence), soit Z,ff G 8 Le support du
radiateur doit être lui aussi constitué de matériaux dont le numéro atomique est faible par rapport a ceux de
I'elément rad ia t eu r
5.2.2.2 Filtres
Un filtre (des filtres) primaire(s) doit (doivent) être utilisé(s) pour limiter les composantes de faible énergie du
à la production du rayonnement de fluorescence. Un filtre (des filtres) doit
faisceau primaire qui ne contribuent pas
(doivent) être utilisds) dans le faisceau secondaire pour éliminer les raies L et réduire l'intensité des raies Kp.
correspondant aux raies Ka. Leurs caractéristiques sont données dans le tableau 1 O.
5.2.2.3 Diaphragme primaire
Un diaphragme primaire placé à la sortie du tube radiogène doit limiter la section du faisceau d'excitation à celle de
I'élément de fluorescence, de manière à minimiser toute diffusion parasite des supports du radiateur et des parois
du dispositif de fluorescence.
5.2.2.4 Diaphragme secondaire
Ce diaphragme limite l'angle du faisceau du rayonnement de fluorescence et réduit ainsi la quantité de
rayonnement diffusé par I'environnementl).
5.2.2.5 Piège
Un piège doit être placé sur le trajet du rayonnement primaire afin d'empêcher le rayonnement diffusé produit par
le rayonnement primaire de diminuer la pureté du rayonnement de fluorescence. Ce piège peut être constitué
d'une salle, si possible de grandes dimensions, dans laquelle le faisceau primaire pelrt être envoyé.
5.2.2.6 Blindage de protection contre les rayons X
La zone réservée aux expériences doit être protégée des rayons X au moyen d'un écran ou de tout autre dispositif
de protection.
1) Dans ce cas l'environnement consiste en des murs, supports et autres éléments de l'installation.
?'O
0 IS0 IS0 4037-1:1996(F)
5.3 Conditions de fonctionnement
5.3.1 Conditions géométriques
Le radiateur doit être incline de 45" + 5" par rapport à l'axe du faisceau de rayons X primaire, et l'on doit utiliser le
rayonnement de fluorescence dont la direction forme un angle de 90" avec celle du faisceau primaire (voir figure 6)
Pour fournir des debits de kerma dans l'air suffisamment élevés dans le faisceau secondaire, ii convient
d'approcher le tube radiogene le plus possible du radiateur et le faisceau primaire doit irradier la plus grande surface
possible du radiateur
II convient de placer le point d'essai à une distance du radiateur compatible avec le débit du kerma dans l'air
souhaité, et la variation du débit de kerma dans l'air du faisceau secondaire sur la surface du détecteur employé ne
doit pas excéder 5 %. La section transversale du faisceau au niveau du point d'essai doit toujours être supérieure à
la surface de la section transversale de l'instrument en cours d'étalonnage.
L'apport de rayonnement dû à la diffusion des faisceaux primaire et secondaire par l'environnement ne doit pas
excéder 5 ?h du débit de kerma dans l'air dû au rayonnement de fluorescence mesuré au point d'essai. La pureté
du rayonnement doit être contrôlée par spectrométrie.
5.3.2 Caractéristiques des rayonnements de référence
Le tableau 11 fournit, à titre indicatif, pour un courant de tube radiogène de 10 mA et une distance de 30 cm du
centre du radiateur le pourcentage de kerma dans l'air dû au rayonnement parasite (voir la note ci-dessous) Le
tableau 11 donne également les débits de kerma dans l'air mesures sur un faisceau de rayons X possédant les
caractéristiaues du tableau 1 O
Les débits peuvent être réduits en faisant varier les parametres suivants:
courant du tube: réduction à environ 1 mA (susceptible de préserver les caractéristiques du rayonnement de
a)
référence);
diminution de la surface de la source de fluorescence: utilisation d'un diaphragme primaire d'un diamètre plus
b)
faible, qui ne peut être inférieur au diamètre du foyer;
distance élément de fluorescence-détecteur: utilisation de distances allant jusqu'à environ 1 m. Si l'on utilise
c)
des distances > 1 m, il est nécessaire de contrôler de nouveau la pureté spectrale du rayonnement de
référence.
NOTE - Le rayonnement parasite comprend les emissions caractéristiques autres que le rayonnement Ka du radiateur et les
rayonnements diffuses provenant du radiateur lui-même et de son support, des diaphragmes et des filtres. II ne comprend pas
le rayonnement diffusé par l'environnement, que nous mentiorinons ci-après
Tableau 11 - Exemples de débits de kerma dans l'air et de rayonnements parasites mesurés à 30 cm du
centre du radiateur avec un courant dans le tube radiogène de 10 mA
Débit de kerma dans l'air à 30 cm
Kerma dans l'air dû
Énergie obtenue
du centre du radiateur au rayonnement parasitel)
keV
mGv.h-1 Y0
de10à25 60 à 130 G 10
I de 25 à 98.4 26 à 60 ! s 10
1) Defini dans la note en 5 3 2 et donne par la formule
Kerma dans I air du rayonnement parasite x 1 O0
Kerma dans I air du rayonnement Ka + Kerma dans I air du rayonnement parasite
0 IS0
IS0 4037-1 :1996(F)
5.4 Mesure du rayonnement diffusé
Pour déterminer l'apport du rayonnement diffusé au niveau des points d'essai, on doit utiliser une chambre
d'ionisation étalonnée d'une manière appropriée, choisie en fonction de l'énergie et des débits de kerma dans l'air
considérés.
L'apport dû au rayonnement diffusé doit être inférieur à 5 9'0 du débit de kerma dans l'air résultant du rayonnement
de fluorescence.
Les variations de la réponse de la chambre d'ionisation par unité de kerma dans l'air en fonction de la qualite
spectrale et de la direction du rayonnement doivent être faibles et connues pour toute la gamme d'énergie
concernée.
Les valeurs du débit de kerma dans l'air au point d'essai doivent être mesurées. Ensuite, la chambre d'ionisation
à l'axe du faisceau d'une distance égale à deux fois le rayon du
doit être déplacée dans un plan perpendiculaire
faisceau plus sa pénombre. On effectue sur ce plan deux mesures diamétralement opposées. Les valeurs de l'une
ou l'autre de ces mesures ne doivent pas excéder 5 9'0 du débit de kerma dans l'air mesuré au point d'essai. Si
cette limite est dépassée, on devra contrôler l'efficacité des protections contre les rayons X. À cet effet, le débit de
l'air résiduel au point d'essai doit être mesuré, le faisceau secondaire étant totalement absorbé. On
kerma dans
obtient généralement une valeur de débit inférieure à 0,5 ?'O à celle du débit du rayonnement de fluorescence.
5.5 Guide d'utilisation des rayonnements de référence
II convient de noter que le rayonnement parasite indiqué dans le tableau 11 est spécifié en termes de kerma dans
l'air, Pour les grandeurs se référant à des mesures a une certaine profondeur dans le matériau, là où l'atténuation
des raies de fluorescence X peut être significative, la distribution spectrale des rayonnements parasites provenant
de la diffusion Compton peut avoir une influence prépondérante sur la réponse du dispositif en cours d'étalonnage.
De telles impuretés spectrales ont pour conséquence de compliquer d'une manière extrême la mesure de la dos
...