ISO 4037-4:2019
(Main)Radiological protection — X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 4: Calibration of area and personal dosemeters in low energy X reference radiation fields
Radiological protection — X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 4: Calibration of area and personal dosemeters in low energy X reference radiation fields
This document gives guidelines on additional aspects of the characterization of low energy photon radiations and on the procedures for calibration and determination of the response of area and personal dose(rate)meters as a function of photon energy and angle of incidence. This document concentrates on the accurate determination of conversion coefficients from air kerma to Hp(10), H*(10), Hp(3) and H'(3) and for the spectra of low energy photon radiations. As an alternative to the use of conversion coefficients the direct calibration in terms of these quantities by means of appropriate reference instruments is described.
Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres et pour la détermination de leur réponse en fonction de l'énergie des photons — Partie 4: Étalonnage des dosimètres de zone et individuels dans des champs de référence X de faible énergie
Le présent document donne des indications concernant les aspects complémentaires de la caractérisation des rayonnements de photons de faible énergie et les procédures pour l'étalonnage et la détermination de la réponse des dosimètres ou débitmètres de zone et individuels en fonction de l'énergie des photons et de l'angle d'incidence. Le présent document traite de la détermination précise des coefficients de conversion du kerma dans l'air en équivalents de dose Hp(10), H*(10), Hp(3) et H'(3) et pour les spectres de rayonnement de photons de faible énergie. Une méthode d'étalonnage direct de ces grandeurs au moyen d'instruments de référence appropriés est donnée comme alternative à l'utilisation des coefficients de conversion.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4037-4
Second edition
2019-01
Radiological protection — X and
gamma reference radiation for
calibrating dosemeters and doserate
meters and for determining their
response as a function of photon
energy —
Part 4:
Calibration of area and personal
dosemeters in low energy X reference
radiation fields
Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence
pour l'étalonnage des dosimètres et des débitmètres et pour la
détermination de leur réponse en fonction de l'énergie des photons —
Partie 4: Étalonnage des dosimètres de zone et individuels dans des
champs de référence X de faible énergie
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols (and abbreviated terms) . 2
5 General procedures for calibrating and determining response . 3
6 Characterisation and production of low energy X-ray reference radiations .3
6.1 General . 3
6.2 Tube potential . 4
6.3 Spectral fluence and conversion coefficients . 4
7 Dosimetry of low energy reference radiations . 4
7.1 General . 4
7.2 Stability check facility . 4
8 Calibration and determination of the response as a function of photon energy and
angle of radiation incidence . 4
8.1 General . 4
8.2 Selection of calibration method . 5
8.3 Calibration by using reference instruments for K . 5
a
8.3.1 General. 5
8.3.2 Conventional quantity value of the air kerma . 5
8.3.3 Conventional quantity value of the dose equivalent quantities H (0,07)
p
and H'(0,07) . 6
8.3.4 Conventional quantity value of the dose equivalent quantities H (10) or
p
H*(10) and H (3) or H'(3) . 6
p
8.3.5 Performing the calibration . 8
8.4 Calibration by using reference instruments which measure the ICRU dose
equivalent quantities . 8
8.4.1 General. 8
8.4.2 Conventional quantity value of the dose equivalent quantities H (10) or
p
H*(10) and H (3) or H'(3) . 9
p
8.4.3 Performing the calibration .10
8.5 Statement of uncertainty .11
Annex A (normative) Correction for air density .12
Bibliography .18
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies
and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4037-4:2004), which has been technically
revised.
A list of all the parts in the ISO 4037 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
Introduction
The maintenance release of this document adjusts this fourth part to the second edition of the first
three parts. This includes the improvements on high voltage generators from 1996 to 2017 (e.g., the
use of high frequency switching supplies providing nearly constant potential), and the spectral
measurements at irradiation facilities equipped with such generators (e.g., the catalogue of X-ray
[1]
spectra by Ankerhold ). It also incorporates all published information with the aim to adjust the
requirements for the technical parameters of the reference fields to the targeted overall uncertainty of
about 6 % to 10 % for the phantom related operational quantities of the International Commission on
[2]
Radiation Units and Measurements (ICRU) . It does not change the concept of ISO 4037.
ISO 4037, focusing on photon reference radiation fields, is divided into four parts. ISO 4037-1 gives the
methods of production and characterization of reference radiation fields in terms of the quantities
photon fluence and air kerma free-in-air. ISO 4037-2 describes the dosimetry of the reference radiation
qualities in terms of air kerma and in terms of the phantom related operational quantities of the
[2]
International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) . ISO 4037-3 describes the
methods for calibrating and determining the response of dosemeters and doserate meters in terms of
[2]
the operational quantities of the ICRU . This document gives special considerations and additional
requirements for calibration of area and personal dosemeters in low energy X reference radiation fields,
which are reference fields with generating potential lower or equal to 30 kV.
The general procedures described in ISO 29661 including Amendment 1 are used as far as possible in
this document. In addition, the symbols used are in line with ISO 29661.
NOTE For irradiation of the whole body, H (10) and H*(10) are relevant for radiation protection, as long as
p
they are closer to their limit than H′(0,07) and H (0,07). This is the case down to about 15 keV.
p
INTERNATIONAL STANDARD ISO 4037-4:2019(E)
Radiological protection — X and gamma reference
radiation for calibrating dosemeters and doserate meters
and for determining their response as a function of photon
energy —
Part 4:
Calibration of area and personal dosemeters in low energy
X reference radiation fields
1 Scope
This document gives guidelines on additional aspects of the characterization of low energy photon
radiations and on the procedures for calibration and determination of the response of area and personal
dose(rate)meters as a function of photon energy and angle of incidence. This document concentrates
on the accurate determination of conversion coefficients from air kerma to H (10), H*(10), H (3) and
p p
H'(3) and for the spectra of low energy photon radiations. As an alternative to the use of conversion
coefficients the direct calibration in terms of these quantities by means of appropriate reference
instruments is described.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4037-1, Radiological protection — X and gamma reference 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
ISO 4037-2:2019, Radiological protection — X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters
and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 2: Dosimetry
for radiation protection over the energy ranges from 8 keV to 1,3 MeV and 4 MeV to 9 MeV
ISO 4037-3:2019, Radiological protection — X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters
and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy — Part 3: Calibration
of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle
of incidence
ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
me a s ur ement (GUM: 1995)
ISO 29661, Reference radiation fields for radiation protection — Definitions and fundamental concepts
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4037-1, ISO 29661 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
low energy X-ray reference radiation
all radiation qualities with nominal tube potentials up to and including 30 kV
Note 1 to entry: These radiation qualities are as specified in ISO 4037-1 and all continuous reference filtered X
radiations.
4 Symbols (and abbreviated terms)
The symbols (and abbreviated terms) used are given in Table 1.
Table 1 — Symbols (and abbreviated terms)
Symbol Meaning Unit
ρ air density kg/m
3 3
ρ air density under reference conditions: ρ = 1,197 4 kg/m kg/m
0 0
ρ air density prevailing during irradiation kg/m
irr
ρ air density prevailing during determination of the conventional quantity value of kg/m
con
the measurand
ρ air density prevailing during calibration of the instrument kg/m
cal
ρ air density prevailing during calibration of the monitor chamber kg/m
MC
ρ air density prevailing during the spectral measurements kg/m
spec
Δρ change of air density kg/m
α angle of radiation incidence to the normal of the phantom surface deg
Δα change of angle of radiation incidence deg
U tube potential V
ΔU change in tube potential V
T air temperature K
T air temperature under reference conditions: T = 293,15 K (equivalent to 20 °C), K
0 0
r relative air humidity —
r relative air humidity under reference conditions: r = 0,65 (equivalent to 65 %) —
0 0
p air pressure kPa
p air pressure under reference conditions: p = 101,3 kPa kPa
0 0
m gradient of the gradient m(d ) m /kg
d air
m(d ) gradient for distance d m /kg
air air
m(1,0 m) gradient for distance 1,0 m m /kg
K air kerma free-in-air Gy
a
k(ρ, M) air density correction factor for measurand M —
H (10) personal dose equivalent at 10 mm depth Sv
p
H (3) personal dose equivalent at 3 mm depth Sv
p
H (0,07) personal dose equivalent at 0,07 mm depth Sv
p
H*(10) ambient dose equivalent at 10 mm depth Sv
H'(3) directional dose equivalent at 3 mm depth Sv
H'(0,07) directional dose equivalent at 0,07 mm depth Sv
h (10; α) conversion coefficient from K to H (10) for angle of radiation incidence α Sv/Gy
pK a p
h* (10) conversion coefficient from K to H*(10) Sv/Gy
p a
h (3; α) conversion coefficient from K to H (3) for angle of radiation incidence α Sv/Gy
pK a p
2 © ISO 2019 – All rights reserved
Table 1 (continued)
Symbol Meaning Unit
E photon energy eV
d distance from the beam exit window of the X-ray tube to the monitor chamber m
MC
d distance from the beam exit window of the X-ray tube to the point of test m
air
–2 –1
Φ (E) spectral fluence at the photon energy E m eV
E
N number of pulses generated in the detector —
Q charge Q generated in the detector by one photon C
2 –1
R(E, Q) response function m C
5 General procedures for calibrating and determining response
In ISO 4037-2, two methods are given to determine the phantom related dose equivalent quantities
for low energy X reference fields. Both methods require a reference field according to ISO 4037-1. The
first method, method I, requires the dosimetry with respect to air kerma free-in-air and after that, the
selected operational quantity is derived by the application of a conversion coefficient that relates the
air kerma free-in-air to the selected operational quantity. For matched reference fields this conversion
coefficient is taken from ISO 4037-3, for characterized reference fields the conversion coefficient
is determined using spectrometry. For the dose-equivalent quantities H'(0,07) and H (0,07), this
p
procedure is associated with only a small additional uncertainty, because the conversion coefficients
depend only slightly on the photon energy and angle of radiation incidence for the ranges given in
ISO 4037-3. Therefore, for these dose equivalent quantities, no special attention is needed for the low
energy X reference radiation fields. For the four other dose equivalent quantities H (10), H*(10), H (3)
p p
and H′(3) this is different. For them, the use of conversion coefficients can be associated with large
additional uncertainties if low energy X reference radiation fields are considered. This is because the
conversion coefficients depend strongly on the photon energy and the angle of radiation incidence.
A detailed description of all the measurements and methods necessary to avoid these additional
[3][4] [5]
uncertainties is given by Ankerhold et al. and by Behrens .
The second method, method II, to determine the phantom related dose quantities is based on the use
of (secondary) standards directly calibrated in terms of these dose equivalent quantities. This method
can also be used for all non-validated radiation qualities, for which the recommended conversion
coefficients cannot be used. This method is described in ISO 4037-2:2019, Clause 6.
If the reference field cannot be validated, then, method I can still be used if a spectrometer is used
to measure the spectrum of the radiation quality under consideration. From this spectrum, the
specific conversion coefficient can be calculated and applied to the measured value of the air kerma K
a
free-in-air.
This document defines the conditions that shall be met to use one of the two methods and the
experimental steps to be used for the selected method. If a monitor chamber (see ISO 4037-2:2019, 9.2)
is used as a transfer device additional corrections shall be applied for differences in the air density
prevailing during calibration of the monitor chamber and during calibration of the instrument under
test. The standard does not give advice on the construction of the instruments necessary for both ways.
[3]
Examples for the instruments and the experimental steps for both ways are given by Ankerhold et al.
[4] [5] [6]
, Behrens and Duftschmid et al. .
6 Characterisation and production of low energy X-ray reference radiations
6.1 General
This subclause specifies the characteristics by which a laboratory can produce the reference filtered
X radiations specified in ISO 4037-1 for the given purposes. For various influence quantities, data are
given on the required stability of these influence quantities. These data indicate how large the change
in value of these influence quantities can be until a change of the measurand of 2 % is caused. These
data shall either be interpreted as limits for the deviation from its nominal value or, where possible, as
a criterion for the necessity of corrections.
The requirements given in ISO 4037-1:2019, 4.2, consider partly the special requirements for low
energy reference radiations for the quantities H (10) or H*(10). These special requirements are, to less
p
extent, also valid for the dose equivalent quantities H′(3), H (3). Therefore, this document focuses on
p
the quantities H (10) or H*(10) and assumes that for the dose equivalent quantities H′(3), H (3) nearly
p p
the same requirements are valid.
6.2 Tube potential
This subclause is relevant for method I and method II. The dose equivalent quantities H (10), H*(10),
p
H (3) and H′(3) are for low energy X radiation more sensitive to the tube potential than the air kerma,
p
K , free-in-air. The requirements on the tube potential given in ISO 4037-1:2019, Table 7 are valid. This
a
Table 7 gives values for the change of tube potential that cause a change in the value of the conversion
coefficient of 2 % if all other parameters are unchanged.
6.3 Spectral fluence and conversion coefficients
This subclause is relevant for method I only. Knowledge of the spectral fluence is necessary to determine
the conversion coefficient from air kerma to the measurand for every radiation quality of the X-ray
facility. In ISO 4037-2:2019, Annex B, an example for the determination of the spectral fluence is given.
The spectral fluence is converted to a spectral air kerma by multiplying the spectral fluence with the
monoenergetic fluence to air kerma conversion coefficients. This spectral air kerma is then multiplied
with the monoenergetic conversion coefficients for the respective measurand (see ISO 4037-3) to
get the spectral H (10), H*(10), H (3) or H'(3) distribution which is then integrated to get the actual
p p
conversion coefficient. The obtained conversion coefficients are valid only for the air density ρ
spec
prevailing during the spectral measurements.
7 Dosimetry of low energy reference radiations
7.1 General
The instruments to be used shall be standard instruments as described in ISO 4037-2:2019, Clause 4.
The general procedures in ISO 4037-2:2019, Clauses 5 and 6, and, where appropriate, the procedures
applicable to ionization chambers in ISO 4037-2:2019, Clause 7, shall be followed.
7.2 Stability check facility
Where appropriate, a radioactive check source may be used to verify the satisfactory operation of the
instrument prior to periods of use.
8 Calibration and determination of the response as a function of photon energy
and angle of radiation incidence
8.1 General
The general methods given in ISO 4037-3 shall be followed. For an unsealed standard ionization chamber
this includes correction for air temperature, pressure and humidity according to ISO 4037-2:2019,
7.4.2. In Cause 8, additional requirements and advice on the selection of calibration method are given.
Moreover, for the dose equivalent quantity H (10) limits are given for the adjustment of the angle of
p
incidence.
4 © ISO 2019 – All rights reserved
8.2 Selection of calibration method
This subclause gives information, additional to ISO 4037-2, on the choice of dosimetric method, which
can be used for determination of the conventional quantity value of the dose quantities of interest. As
explained in Clause 5, two methods are possible to determine the conventional quantity value of the
dose quantities of interest.
For the highest level of dissemination of the phantom related quantities, e.g., by National Metrology
Institutes, Method I, using spectrometry and reference instruments for K is required to achieve an
a
uncertainty of the conventional quantity value of about 6 % (k = 2) or less. The air kerma, K , shall be
a
determined by a primary or at least directly traceable standard and spectrometry of the reference field
shall be performed according to ISO 4037-2:2019, Annex B, both at the point of test.
Method II, using secondary standard instruments, which measure directly dose equivalent quantities,
may be used by all other laboratories. The achievable uncertainty is between 6 % and 10 % (k = 2)
depending on the radiation quality.
The time period starting from the determination of the conventional quantity value of the measurand
until the calibration of the instrument under test and determination of its response as function of
photon energy and angle of radiation incidence has to be considered, because the stability of certain
parameters over this period shall be maintained.
8.3 Calibration by using reference instruments for K
a
8.3.1 General
This subclause is relevant for method I only. During the potentially long time period between the
determination of the conversion coefficient (see 6.3) and the calibration of the instrument the
requirements on tube potential of 6.2 shall be followed. In addition, the air density at all measuring
events shall be constant within the limits given in Table 2, otherwise the appropriate corrections,
provided in Annex A, shall be applied.
The additional corrections for the use of a monitor chamber as a transfer device are also provided in
Annex A.
As an example, Table 2 gives values for the percentage change of air density that causes a change in
the value of the air kerma, K , and the conversion coefficients h (10, 0°), h* (10) and h (10, 60°) of
a pK K pK
2 % at 2,5 m distance of the point of test from the focus and for 0° and 60° radiation incidence. These
conditions are representative for calibrations with respect to H (10) performed on a ISO water slab
p
phantom (see ISO 4037-3).
8.3.2 Conventional quantity value of the air kerma
Within the short time period (typically one or a few hours) from the measurement of the conventional
quantity value of the air kerma and the determination of the required phantom related quantity value
to the calibration of the instrument the air density shall not change by more than the limits given in
Table 2. These data are valid for a distance of 2,5 m, which is typical for calibrations with respect to
H (10) performed on an ISO water slab phantom. Normally, these air density requirements are fulfilled
p
and no correction is necessary, in the other few cases the correction method given in the Annex A shall
be applied as follows. If ρ is the air density prevailing during determination of the conventional
con
quantity value of the air kerma K and ρ those during calibration of the instrument, then the
a cal
conventional quantity value of K during calibration is
a
kKρ ,
()
cala
K ρ = K ρ (1)
() ()
acal acon
kKρ ,
()
cona
For the air density correction factor k(ρ, K ) for the quantity air kerma K see Formula (A.2).
a a
If a monitor chamber is used as a transfer device for the measuring quantity air kerma K then the
a
difference of the air density prevailing during the calibration of the monitor chamber and the air
density prevailing during the calibration of the instrument shall be within the limits given in Table 2.
Otherwise, the correction method given in the Annex A shall be applied as follows. If the monitor
chamber is mounted at a distance d from the beam exit window, ρ is the air density prevailing
MC MC
during calibration of the monitor chamber and ρ those during calibration of the instrument at
cal
the distance d , then the conventional quantity value of K during calibration is (for the air density
air a
correction factor k (ρ, K ) see Formula (A.5)):
MC a
kKρ ,
()
cala
K ρ = K ρ (2)
() ()
acal aMC
kKρ ,
()
MC MC a
Table 2 — Percentage change of air density that causes a change in the value of the air kerma,
K , and the conversion coefficients h (10, 0°) or h* (10) and h (10, 60°) of 2 % at 2,5 m distance
a pK K pK
of the point of test from the focus of the X-ray tube and 0°and 60° radiation incidence
Radiation Tube potential Δρ/ρ for 2,5 m distance causing a change of 2 % of the value of
quality
U K h (10, 0°), h* (10) h (10, 60°)
a pK K pK
kV % % %
L-10 10 0,9 6,3 4,8
L-20 20 5,3 >20 >20
L-30 30 14 >20 >20
N-10 10 0,8 3,5 2,9
N-15 15 2,1 9,2 6,9
N-20 20 4,3 >20 18
N-25 25 8,0 >20 >20
N-30 30 12 >20 >20
H-10 10 0,7 2,4 2,0
H-20 20 1,9 3,7 3,2
H-30 30 4,4 11 9,1
8.3.3 Conventional quantity value of the dose equivalent quantities H (0,07) and H'(0,07)
p
The determination of the conventional quantity value of the dose equivalent quantities H (0,07) and
p
H'(0,07) is based on the determination of the conventional quantity value of the air kerma K plus
a
the application of a conversion coefficient. For matched reference fields the conversion coefficients
given in ISO 4037-3 for the dose equivalent quantities H (0,07) and H'(0,07) shall be applied, while for
p
characterized reference fields the individually determined conversion coefficients shall be used. Using
the conventional quantity value of the air kerma K as determined in 8.3.2, leads to:
a
Hh00,;70ρρ= ,07 K (3)
() () ()
pcal paK cal
′
H' 00,;70ρρ=hK,07 (4)
() () ()
calaK cal
8.3.4 Conventional quantity value of the dose equivalent quantities H (10) or H*(10) and H (3)
p p
or H'(3)
8.3.4.1 Correcti
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4037-4
Deuxième édition
2019-01
Radioprotection — Rayonnements X et
gamma de référence pour l'étalonnage
des dosimètres et des débitmètres
et pour la détermination de leur
réponse en fonction de l'énergie des
photons —
Partie 4:
Étalonnage des dosimètres de zone
et individuels dans des champs de
référence X de faible énergie
Radiological protection — X and gamma reference radiation for
calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their
response as a function of photon energy —
Part 4: Calibration of area and personal dosemeters in low energy X
reference radiation fields
Numéro de référence
©
ISO 2019
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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles (et abréviations) . 2
5 Procédures générales d’étalonnage et de détermination de la réponse.3
6 Caractérisation et production des rayonnements X de référence de faible énergie .4
6.1 Généralités . 4
6.2 Tension du tube . 4
6.3 Distribution en énergie de la fluence et coefficients de conversion . 4
7 Dosimétrie des rayonnements de référence de faible énergie . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Moyen de contrôle de stabilité . 5
8 Étalonnage et détermination de la réponse en fonction de l’énergie des photons et
de l’angle d’incidence du rayonnement . 5
8.1 Généralités . 5
8.2 Choix de la méthode d’étalonnage . 5
8.3 Étalonnage à l’aide des instruments de référence pour K .
a 5
8.3.1 Généralités . 5
8.3.2 Valeur conventionnelle du kerma dans l’air . 6
8.3.3 Valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (0,07) et H’(0,07) 7
p
8.3.4 Valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (10) ou
p
H*(10) et H (3) ou H’(3) . 7
p
8.3.5 Réalisation de l’étalonnage . 9
8.4 Étalonnage à l’aide d’instruments de référence de mesure des grandeurs
d’équivalent de dose de l’ICRU . 9
8.4.1 Généralités . 9
8.4.2 Valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (10) ou
p
H*(10) et H (3) ou H’(3) . 9
p
8.4.3 Réalisation de l’étalonnage .11
8.5 Expression de l’incertitude .11
Annexe A (normative) Correction de la masse volumique de l’air .13
Bibliographie .20
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies
nucléaires et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4037-4:2004), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 4037 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
Introduction
L’édition de mise à jour du présent document harmonise cette quatrième partie en fonction de la
deuxième édition des trois premières parties. Elle intègre les améliorations apportées aux générateurs
haute tension entre 1996 et 2017 (par exemple l’utilisation d’alimentations à découpage haute fréquence
fournissant une tension quasi constante) et les mesurages spectrométriques au niveau des installations
d’irradiation équipées de tels générateurs (par exemple le catalogue de spectres de rayons X de
[1]
Ankerhold ). Elle intègre également toutes les informations publiées dans le but d’ajuster les exigences
applicables aux paramètres techniques des champs de référence par rapport à l’incertitude globale
ciblée comprise entre environ 6 % et 10 % pour les grandeurs opérationnelles associées aux fantômes
[2]
de l’International Commission on Radiation Units et Measurements (ICRU) . Elle ne change pas le
concept de l’ISO 4037 existante.
La série de normes ISO 4037, traitant des champs de rayonnement de référence de photons, se divise
en quatre parties. L’ISO 4037-1 présente les méthodes de production et de caractérisation de champs
de rayonnement de référence en termes de fluence des photons et de kerma dans l’air en champ non
perturbé. L’ISO 4037-2 décrit la dosimétrie des qualités de rayonnement de référence en termes de
kerma dans l’air et en termes des grandeurs opérationnelles associées aux fantômes de l’International
[2]
Commission on Radiation Units et Measurements (ICRU) . L’ISO 4037-3 décrit les méthodes
d’étalonnage et de détermination de la réponse de dosimètres et de débitmètres en termes des
[2]
grandeurs opérationnelles de l’ICRU . Le présent document présente des considérations spéciales et
des exigences supplémentaires pour l’étalonnage de dosimètres de zone et individuels dans des champs
de rayonnement X de référence de faible énergie, qui sont des champs de référence avec une tension
génératrice inférieure ou égale à 30 kV.
Les procédures générales décrites dans l’ISO 29661, incluant son Amendement 1, sont utilisées autant
que possible dans le présent document. De même, les symboles utilisés sont conformes à l’ISO 29661.
NOTE Pour l’irradiation du corps entier, H (10) et H*(10) sont pertinents pour la radioprotection tant qu’ils
p
sont plus proches de leurs limites que H′(0,07) et H (0,07). Cela est le cas jusqu’à environ 15 keV.
p
NORME INTERNATIONALE ISO 4037-4:2019(F)
Radioprotection — Rayonnements X et gamma de
référence pour l'étalonnage des dosimètres et des
débitmètres et pour la détermination de leur réponse en
fonction de l'énergie des photons —
Partie 4:
Étalonnage des dosimètres de zone et individuels dans des
champs de référence X de faible énergie
1 Domaine d’application
Le présent document donne des indications concernant les aspects complémentaires de la
caractérisation des rayonnements de photons de faible énergie et les procédures pour l’étalonnage et
la détermination de la réponse des dosimètres ou débitmètres de zone et individuels en fonction de
l’énergie des photons et de l’angle d’incidence. Le présent document traite de la détermination précise
des coefficients de conversion du kerma dans l’air en équivalents de dose H (10), H*(10), H (3) et H’(3)
p p
et pour les spectres de rayonnement de photons de faible énergie. Une méthode d’étalonnage direct
de ces grandeurs au moyen d’instruments de référence appropriés est donnée comme alternative à
l’utilisation des coefficients de conversion.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4037-1, Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des dosimètres
et des débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des photons — Partie 1:
Caractéristiques des rayonnements et méthodes de production
ISO 4037-2:2019, Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des
dosimètres et des débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des
photons — Partie 2: Dosimétrie pour la radioprotection dans les gammes d’énergie de 8 keV à 1,3 MeV et de
4 MeV à 9 MeV
ISO 4037-3:2019, Radioprotection — Rayonnements X et gamma de référence pour l’étalonnage des
dosimètres et des débitmètres, et pour la détermination de leur réponse en fonction de l’énergie des
photons — Partie 3: Étalonnage des dosimètres de zone et individuels et mesurage de leur réponse en
fonction de l’énergie et de l’angle d’incidence
Guide ISO/IEC 98-3:2008, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de
me s ur e (GUM: 1995)
ISO 29661, Champs de rayonnement de référence pour la radioprotection — Définitions et concepts
fondamentaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 4037-1, l’ISO 29661 ainsi que les
suivants, s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/.
3.1
rayonnement X de référence de faible énergie
ensemble des qualités de rayonnement avec des tensions de tube nominales inférieures ou égales à 30 kV
Note 1 à l'article: Ces qualités de rayonnement sont telles que spécifiées dans l’ISO 4037-1 et sont toutes des
rayonnements X filtrés de référence à tension constante.
4 Symboles (et abréviations)
Les symboles (et abréviations) utilisés dans la présente norme sont donnés dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles (et abréviations)
Symbole Désignation Unité
ρ masse volumique de l’air kg/m
3 3
ρ masse volumique de l’air dans les conditions de référence: ρ = 1,197 4 kg/m kg/m
0 0
ρ masse volumique de l’air lors de l’irradiation kg/m
irr
ρ masse volumique de l’air lors de la détermination de la valeur conventionnelle du kg/m
con
mesurande
ρ masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de l’instrument kg/m
cal
ρ masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de la chambre moniteur kg/m
MC
ρ masse volumique de l’air lors des mesurages de spectrométrie kg/m
spec
Δρ variation de la masse volumique de l’air kg/m
α angle d’incidence du rayonnement par rapport à l’incidence normale à la surface degrés
du fantôme
Δα variation de l’angle d’incidence du rayonnement degrés
U tension du tube V
ΔU variation de la tension du tube V
T température de l’air K
T température de l’air dans les conditions de référence: T = 293,15 K (équivalant à K
0 0
20 °C)
r humidité relative de l’air —
r humidité relative de l’air dans les conditions de référence: r = 0,65 (équivalant à —
0 0
65 %)
p pression de l’air kPa
p pression de l’air dans les conditions de référence: p = 101,3 kPa kPa
0 0
m gradient du gradient m(d ) m /kg
d air
m(d ) gradient de la distance d m /kg
air air
m(1,0 m) gradient de la distance 1,0 m m /kg
K kerma dans l’air en champ non perturbé Gy
a
k(ρ, M) facteur de correction de la masse volumique de l’air pour le mesurande M —
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Tableau 1 (suite)
Symbole Désignation Unité
H (10) équivalent de dose individuel à une profondeur de 10 mm Sv
p
H (3) équivalent de dose individuel à une profondeur de 3 mm Sv
p
H (0,07) équivalent de dose individuel à une profondeur de 0,07 mm Sv
p
H*(10) équivalent de dose ambiant à une profondeur de 10 mm Sv
H’(3) équivalent de dose directionnel à une profondeur de 3 mm Sv
H’(0,07) équivalent de dose directionnel à une profondeur de 0,07 mm Sv
h (10; α) coefficient de conversion de K en H (10) pour l’angle d’incidence α du rayonnement α Sv/Gy
pK a p
h* (10) coefficient de conversion de K en H*(10) Sv/Gy
p a
h (3; α) coefficient de conversion de K en H (3) pour l’angle d’incidence α du rayonnement α Sv/Gy
pK a p
E énergie des photons eV
d distance entre la fenêtre de sortie des faisceaux du tube radiogène et la chambre m
MC
moniteur
d distance entre la fenêtre de sortie des faisceaux du tube radiogène et le point de m
air
mesure
–2 –1
Φ (E) distribution en énergie de la fluence à l’énergie E des photons m ·eV
E
N nombre d’impulsions générées dans le détecteur —
Q charge Q générée dans le détecteur par un photon C
2 –1
R(E, Q) fonction réponse m C
5 Procédures générales d’étalonnage et de détermination de la réponse
Dans l’ISO 4037-2, deux méthodes sont spécifiées pour la détermination des grandeurs d’équivalent
de dose associées aux fantômes pour des champs de référence X de faible énergie. Les deux méthodes
nécessitent un champ de référence conforme à l’ISO 4037-1. La première méthode, la méthode I,
consiste à quantifier par dosimétrie le kerma dans l’air en champ non perturbé, puis à calculer la
grandeur opérationnelle choisie par l’application d’un coefficient de conversion qui définit la relation
entre le kerma dans l’air en champ non perturbé et la grandeur opérationnelle choisie. Pour les
champs de référence adaptés, ce coefficient de conversion est tiré de l’ISO 4037-3; pour les champs de
référence caractérisés, le coefficient de conversion est déterminé par spectrométrie. Cette méthode
pour déterminer les grandeurs d’équivalent de dose H’(0,07) et H (0,07) n’induit qu’une faible
p
incertitude supplémentaire dans la mesure où les coefficients de conversion dépendent peu de l’énergie
des photons et de l’angle d’incidence du rayonnement pour les gammes indiquées dans l’ISO 4037-3.
Par conséquent, ces grandeurs d’équivalent de dose n’exigent pas d’attention particulière pour les
champs de rayonnement X de référence de faible énergie. La situation est différente pour les quatre
autres grandeurs d’équivalent de dose H (10), H*(10), H (3) et H′(3). Dans leur cas, l’utilisation des
p p
coefficients de conversion peut être assortie d’incertitudes supplémentaires importantes, pour les
champs de rayonnement X de référence de faible énergie. Cela est dû au fait que les coefficients de
conversion dépendent étroitement de l’énergie des photons et de l’angle d’incidence du rayonnement.
Une description détaillée de tous les mesurages et de toutes les méthodes nécessaires pour éviter ces
[3][4]
incertitudes supplémentaires est donnée par le document de Ankerhold et al. et par le document de
[5]
Behrens .
La deuxième méthode, la méthode II, pour déterminer les grandeurs de dose associées aux fantômes
est basée sur l’utilisation d’étalons (secondaires) directement étalonnés en termes de ces grandeurs
d’équivalent de dose. Cette méthode peut également être utilisée pour toutes les qualités de rayonnement
non validées, pour lesquelles les coefficients de conversion recommandés ne peuvent pas être utilisés.
Cette méthode est décrite dans l’ISO 4037-2:2019, Article 6.
Lorsque le champ de référence ne peut pas être validé, la méthode I peut encore être utilisée si un
spectromètre est utilisé pour mesurer le spectre de la qualité de rayonnement considérée. À partir de
ce spectre, le coefficient de conversion spécifique peut être calculé et appliqué à la valeur mesurée du
kerma dans l’air, K , en champ non perturbé.
a
Le présent document définit les conditions devant être satisfaites pour utiliser l’une des deux méthodes,
ainsi que les modes opératoires à suivre pour la méthode sélectionnée. Si une chambre moniteur (voir
l’ISO 4037-2:2019, 9.2) est utilisée comme dispositif de transfert, des corrections supplémentaires
doivent s’appliquer aux différences entre la masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de la chambre
moniteur et celle lors de l’étalonnage de l’instrument soumis à essai. La norme ne fournit aucune
indication concernant la construction des instruments nécessaires aux deux méthodes mentionnées.
Des exemples d’instruments et de modes opératoires applicables à ces deux méthodes sont donnés dans
[3][4] [5] [6]
les documents de Ankerhold et al. , Behrens et Duftschmid et al. .
6 Caractérisation et production des rayonnements X de référence de faible
énergie
6.1 Généralités
Le présent paragraphe spécifie les caractéristiques selon lesquelles un laboratoire peut produire les
rayonnements X filtrés de référence indiqués dans l’ISO 4037-1 pour les objectifs mentionnés. Les
données relatives à la stabilité requise des grandeurs d’influence sont fournies pour diverses grandeurs
d’influence. Ces données indiquent l’amplitude de variation possible de ces grandeurs d’influence pour
provoquer une variation de 2 % du mesurande. Ces données doivent être interprétées soit comme des
valeurs limites de l’écart par rapport à la valeur nominale du mesurande, soit, dans toute la mesure du
possible, comme un critère de nécessité d’application des corrections.
Les exigences spécifiées dans l’ISO 4037-1:2019, 4.2, tiennent compte partiellement des exigences
particulières pour les rayonnements de référence de faible énergie pour les grandeurs H (10) ou H*(10).
p
Ces exigences particulières sont, dans une moindre mesure, valables également pour les grandeurs
d’équivalent de dose H′(3), H (3). Par conséquent, le présent document se concentre sur les grandeurs
p
H (10) ou H*(10) et suppose que, pour les grandeurs d’équivalent de dose H′(3), H (3), des exigences
p p
quasiment identiques sont valables.
6.2 Tension du tube
Le présent paragraphe s’applique à la méthode I et à la méthode II. Les grandeurs d’équivalent de dose
H (10), H*(10), H (3) et H′(3) sont, pour les rayonnements X de faible énergie, plus sensibles à la tension
p p
du tube qu’au kerma dans l’air, K , en champ non perturbé. Les exigences concernant la tension du tube,
a
spécifiées dans l’ISO 4037-1:2019, Tableau 7, sont valables. Le Tableau 7 donne les valeurs correspondant
à la variation de la tension du tube qui entraîne une variation relative de la valeur du coefficient de
conversion de 2 %, lorsque tous les autres paramètres demeurent identiques.
6.3 Distribution en énergie de la fluence et coefficients de conversion
Le présent paragraphe s’applique à la méthode I uniquement. La distribution en énergie de la fluence est
nécessaire pour déterminer le coefficient de conversion du kerma dans l’air en mesurande, pour chaque
qualité du rayonnement du dispositif à rayons X. L’ISO 4037-2:2019, Annexe B, donne un exemple de
détermination de la distribution en énergie de la fluence. La multiplication de la distribution en énergie
de la fluence par les coefficients de conversion monoénergétiques de la fluence vers le kerma dans l’air
permet de convertir la distribution en énergie de la fluence en distribution en énergie du kerma dans
l’air. Cette dernière est ensuite multipliée par les coefficients de conversion monoénergétiques relatifs
au mesurande respectif (voir l’ISO 4037-3) afin d’obtenir la distribution en énergie de H (10), H*(10),
p
H (3) ou H’(3) qui est alors intégrée pour obtenir le coefficient de conversion réel. Les coefficients de
p
conversion obtenus sont valables uniquement pour la masse volumique de l’air, ρ , effective lors des
spec
mesurages de spectrométrie.
4 © ISO 2019 – Tous droits réservés
7 Dosimétrie des rayonnements de référence de faible énergie
7.1 Généralités
Les instruments à utiliser doivent être des instruments étalons tels que décrits dans l’ISO 4037-2:2019,
Article 4. Les procédures générales spécifiées dans l’ISO 4037-2:2019, Articles 5 et 6, et, le cas échéant,
les procédures applicables aux chambres d’ionisation spécifiées dans l’ISO 4037-2:2019, Article 7,
doivent être suivies.
7.2 Moyen de contrôle de stabilité
Le cas échéant, une source radioactive de contrôle peut être utilisée pour vérifier le bon fonctionnement
de l’instrument avant usage.
8 Étalonnage et détermination de la réponse en fonction de l’énergie des
photons et de l’angle d’incidence du rayonnement
8.1 Généralités
Les méthodes générales données dans l’ISO 4037-3 doivent être suivies. Pour une chambre d’ionisation
étalon non étanche, cela comprend les corrections liées à la température, à la pression et à l’humidité
de l’air, conformément à l’ISO 4037-2:2019, 7.4.2. L’Article 8 décrit les exigences et les indications
supplémentaires concernant le choix de la méthode d’étalonnage. Il précise également les limites
applicables au réglage de l’angle d’incidence pour la grandeur d’équivalent de dose H (10).
p
8.2 Choix de la méthode d’étalonnage
Ce paragraphe fournit des informations complémentaires à celles données dans l’ISO 4037-2, concernant
le choix de la méthode dosimétrique pouvant être utilisée pour déterminer la valeur conventionnelle
des grandeurs de dose considérées. Comme l’explique l’Article 5, il existe deux méthodes permettant de
déterminer la valeur conventionnelle des grandeurs de dose considérées.
Pour que la dissémination des grandeurs associées aux fantômes, par exemple par des instituts nationaux
de métrologie, soit la meilleure possible, la méthode I, utilisant la spectrométrie et des instruments de
référence pour K , est nécessaire pour obtenir une incertitude sur la valeur conventionnelle inférieure
a
ou égale à 6 % (k = 2) environ. Le kerma dans l’air, K , doit être déterminé par un étalon primaire, ou
a
au moins par un étalon directement traçable, et une spectrométrie du champ de référence doit être
réalisée, par exemple, conformément à l’ISO 4037-3:2019, Annexe B, la détermination du kerma et la
spectrométrie étant toutes deux réalisées au niveau du point de mesure.
La méthode II, qui utilise des instruments étalons secondaires mesurant directement les grandeurs
d’équivalent de dose, peut être utilisée par tous les autres laboratoires. L’incertitude attendue est
comprise entre 6 % et 10 % (k = 2), en fonction de la qualité du rayonnement.
La période comprise entre la détermination de la valeur conventionnelle du mesurande, l’étalonnage de
l’instrument soumis à essai et la détermination de sa réponse en fonction de l’énergie des photons et de
l’angle d’incidence du rayonnement doit être telle qu’elle permette de s’assurer de la stabilité nécessaire
de certains paramètres pendant cette période.
8.3 Étalonnage à l’aide des instruments de référence pour K
a
8.3.1 Généralités
Le présent paragraphe s’applique à la méthode I uniquement. Au cours de la période potentiellement
longue comprise entre la détermination du coefficient de conversion (voir 6.3) et l’étalonnage de
l’instrument, les exigences concernant la tension du tube spécifiées en 6.2 doivent être observées.
De plus, la masse volumique de l’air pour l’ensemble des mesures doit être constante dans les limites
indiquées dans le Tableau 2; dans les autres cas, les corrections appropriées, indiquées à l’Annexe A,
doivent être appliquées.
Les corrections supplémentaires applicables à l’utilisation d’une chambre moniteur comme dispositif
de transfert sont également indiquées à l’Annexe A.
À titre d’exemple, le Tableau 2 donne les valeurs du pourcentage de variation de la masse volumique
de l’air qui entraîne une variation de la valeur du kerma dans l’air, K , et des coefficients de conversion
a
h (10, 0°), h* (10) et h (10, 60°) de 2 % à une distance de 2,5 m entre le point de mesure et le foyer du
pK K pK
tube et pour un angle d’incidence du rayonnement de 0° et de 60°. Ces conditions sont représentatives des
étalonnages par rapport à H (10) effectués sur un fantôme ISO plaque rempli d’eau (voir l’ISO 4037-3).
p
8.3.2 Valeur conventionnelle du kerma dans l’air
Au cours de la période de courte durée (allant d’une à quelques heures), comprise entre le mesurage
de la valeur conventionnelle du kerma dans l’air, la détermination de la valeur de la grandeur associée
au fantôme requis et l’étalonnage de l’instrument, la variation de la masse volumique de l’air ne doit
pas dépasser les limites indiquées dans le Tableau 2. Ces données sont valables pour une distance de
2,5 m, qui est une distance type pour les étalonnages par rapport à H (10) effectués sur un fantôme ISO
p
plaque rempli d’eau. En général, ces exigences en matière de masse volumique de l’air sont satisfaites et
aucune correction ne s’avère alors nécessaire; dans les rares cas contraires, la méthode de correction
donnée dans l’Annexe A doit être appliquée comme suit. Si ρ est la masse volumique de l’air lors de
con
la détermination de la valeur conventionnelle du kerma dans l’air K et ρ est la masse volumique de
a cal
l’air lors de l’étalonnage de l’instrument, alors la valeur conventionnelle de K lors de l’étalonnage est la
a
suivante:
kKρ ,
()
cala
K ρ = K ρ (1)
() ()
acal acon
kKρ ,
()
cona
Se reporter à la Formule (A.2) pour le facteur de correction de la masse volumique de l’air k(ρ, K )
a
applicable au kerma dans l’air K .
a
Lorsqu’une chambre moniteur est utilisée comme dispositif de transfert pour la grandeur de mesure
kerma dans l’air, K , alors la différence entre la masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de la
a
chambre moniteur et la masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de l’instrument doit être comprise
dans les limites indiquées dans le Tableau 2. Dans le cas contraire, la méthode de correction donnée
dans l’Annexe A doit être appliquée comme suit. Lorsque la chambre moniteur est installée à une
distance d par rapport à la fenêtre de sortie du faisceau, si ρ est la masse volumique de l’air lors
MC MC
de l’étalonnage de la chambre moniteur et si ρ est la masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de
cal
l’instrument à la distance d , alors la valeur conventionnelle de K lors de l’étalonnage est la suivant
air a
[se reporter à la Formule (A.5) pour le facteur de correction de la masse volumique de l’air k (ρ, K )]:
MC a
kK()ρ ,
cala
K ρ = K ρ (2)
() ()
acal aMC
kKρ ,
()
MC MC a
Tableau 2 — Pourcentage de variation de la masse volumique de l’air entraînant une variation
de la valeur du kerma dans l’air, K, et des coefficients de conversion h (10, 0°) ou h* (10) et
a pK K
h (10, 60°) de 2 % à une distance de 2,5 m entre le point de mesure et le foyer du tube radiogène
pK
et pour un angle d’incidence du rayonnement de 0° et de 60°
Δρ/ρ pour une distance de 2,5 m entraînant une variation de 2 % de la
Tension du tube
valeur de
Qualité de
rayonnement U K h (10, 0°), h* (10) h (10, 60°)
a pK K pK
kV % % %
L-10 10 0,9 6,3 4,8
L-20 20 5,3 > 20 > 20
L-30 30 14 > 20 > 20
6 © ISO 2019 – Tous droits réservés
Tableau 2 (suite)
Δρ/ρ pour une distance de 2,5 m entraînant une variation de 2 % de la
Tension du tube
valeur de
Qualité de
rayonnement U K h (10, 0°), h* (10) h (10, 60°)
a pK K pK
kV % % %
N-10 10 0,8 3,5 2,9
N-15 15 2,1 9,2 6,9
N-20 20 4,3 > 20 18
N-25 25 8,0 > 20 > 20
N-30 30 12 > 20 > 20
H-10 10 0,7 2,4 2,0
H-20 20 1,9 3,7 3,2
H-30 30 4,4 11 9,1
8.3.3 Valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (0,07) et H’(0,07)
p
La détermination de la valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (0,07) et H’(0,07)
p
repose sur la détermination de la valeur conventionnelle du kerma dans l’air, K , plus l’application d’un
a
coefficient de conversion. Pour les champs de référence adaptés, les coefficients de conversion donnés
dans l’ISO 4037-3 pour les grandeurs d’équivalent de dose H (0,07) et H’(0,07) doivent être appliqués,
p
alors que pour les champs de référence caractérisés, les coefficients de conversion déterminés
individuellement doivent être utilisés. En utilisant la valeur conventionnelle du kerma dans l’air, K ,
a
telle que déterminée en 8.3.2, on obtient:
Hh00,;70ρρ= (),07 K (3)
() ()
pcal paK cal
′
H' 00,;70ρρ=hK,07 (4)
() () ()
calaK cal
8.3.4 Valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (10) ou H*(10) et H (3)
p p
ou H’(3)
8.3.4.1 Corrections de h (10, α) ou h* (10) et h (3, α) ou h’ (3, α) en fonction de la masse
pK K pK K
volumique de l’air
Si la masse volumique de l’air, ρ , lors de l’étalonnage de l’instrument diffère de la masse volumique
cal
de l’air, ρ , lors de la détermination du coefficient de conversion à l’aide de la spectrométrie (voir
spec
6.3) d’une valeur supérieure aux limites indiquées dans le Tableau 2, alors la méthode de correction
indiquée à l’Annexe A doit également être appliquée aux coefficients de conversion h (10, α) ou h* (10)
pK K
et h (3, α) ou h’ (3, α) de la manière suivante, en plus de la correction du kerma dans l’air, K :
pK K a
khρα,(10,)
calpK
h (,10 αρ,)= h (110,,αρ ) ou (5)
pcK al pK spec
,α
khρ ,(10 )
spec pK
*
khρ ,(10)
cal K
* *
h (,10 ρ )= h (,10 ρ ) et (6)
K cal K speec
*
khρ ,(10)
spec K
khρα,(3,)
calpK
h (,3αρ,)= h (,3α,,ρ ) ou (7)
pcK al pK spec
,α
khρ ,(3 )
spec pK
khρα,(′ 3,)
cal K
h′ (,3 αρ,)= h′ (,3 α,,ρ ) (8)
K cal K spec
h
k ρα,(′ 3,)
K
spec
Se reporter à A.2 pour les facteurs de correction de la masse volumique de l’air k[ρ, h (10,α)] ou
pK
k[ρ, h* (10)] et k[ρ, h (3,α)] ou k[ρ, h’ (3, α)] relatifs respectivement aux coefficients de conversion
K pK K
h (10, α) ou h* (10) et h (3, α) ou h’ (3, α).
pK K pK K
8.3.4.2 Évaluation de l’effet de l’angle d’incidence du rayonnement α pour H (10), H (3) et H’(3)
p p
Pour une valeur de K donnée et une incidence de rayonnement parallèle, la variation de l’angle
a
d’incidence du rayonnement entraîne la variation de la valeur conventionnelle des grandeurs
d’équivalent de dose H (10), H (3) et H’(3); ce qui n’est pas le cas pour la grandeur d’équivalent de
p p
dose H*(10). Le Tableau 3 donne, pour des champs de rayonnement unidirectionnel par exemple, les
valeurs de variation de l’angle d’incidence du rayonnement qui entraînent une variation de la valeur
de la grandeur d’équivalent de dose H (10) de 2 %. Pour simplifier, les mêmes valeurs sont également
p
utilisées pour H (3) et H’(3). L’angle d’incidence du rayonnement doit être compris dans les limites
p
indiquées dans le Tableau 3; dans le cas contraire, l’incertitude doit être déterminée individuellement,
par exemple en effectuant des calculs spécifiques.
NOTE 1 Tous les calculs mentionnés en 8.3.4.2 sont fondés sur l’hypothèse suivante. Pour le calcul de variation
de la grandeur d’équivalent de dose H (10), pour une qualité de rayonnement donnée, il est possible de substituer
p
le coefficient de conversion associé à l’énergie moyenne du rayonnement considéré par celui d’un rayonnement
monoénergétique de même énergie.
NOTE 2 Le réglage de l’angle d’incidence du rayonnement α s’effectue en deux étapes. La première étape
consiste à régler l’angle d’incidence à 0° et la seconde étape consiste en une rotation de α du dispositif. Lorsque
l’incertitude de la seconde étape se révèle inférieure à celle de la première étape, deux mesurages à deux angles
d’incidence du rayonnement de +α et –α sont alors recommandés. La valeur moyenne des deux valeurs mesurées
est considérée comme la valeur de l’angle d’incidence du rayonnement α qui compense (au premier ordre) l’erreur
de réglage de l’angle d’incidence à 0°.
Tableau 3 — Variation Δα de l’angle d’incidence du rayonnement α entraînant une variation de
H (10) de 2 % à une distance de 2,5 m entre le point de mesure et le foyer du tube radiogène
p
Énergie Δα en degrés entraînant une variation de H (10) de 2 % pour un
p
Qualité de
moyenne angle d’incidence de
rayonnement
keV 0° 15° 30° 45° 60° 75°
−6 a
L-10 9,0 2,0 0,93 0,38 0,17 0,016 (8,8 · 10 )
L-20 17,3 10 4,8 1,9 0,90 0,41 0,083
L-30 26,6 16 10 4,2 1,9 0,83 0,33
−6 a
N-10 8,5 1,8 0,85 0,34 0,15 0,011 (2,7 · 10 )
N-15 12,4 4,4 2,0 0,81 0,40 0,17 0,0078
N-20 16,3 10 4,2 1,7 0,79 0,36 0,066
N-25 20,3 17 7,1 2,6 1,2 0,54 0,15
N-30 24,6 15 9,3 3,7 1,7 0,75 0,28
−6 a
H-10 8,0 1,6 0,80 0,31 0,13 0,0087 (1,2 · 10 )
H-20 13,1 6,4 2,6 1,0 0,52 0,24 0,021
H-30 19,7 17 6,9 2,5 1,2 0,53 0,14
a
Non réalisable dans la pratique.
8.3.4.3 Détermination de la valeur conventionnelle de H (10) ou H*(10) et H (3) ou H’(3)
p p
La détermination de la valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (10) ou H*(10) et
p
H (3) ou H’(3) repose sur la détermination de la valeur conventionnelle du kerma dans l’air K , plus
p a
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l’application d’un coefficient de conversion. En utilisant la valeur conventionnelle du kerma dans l’air,
K , telle que déterminée en 8.3.2, on obtient:
a
Hh(;10 ρα)(= 10,,ρρ)(K ) ou (9)
pcal pcK al acal
*
H*(;10 ρρ)(=hK10,) ()ρ et (10)
calcK al acal
Hh(;33ρα)(= ,,ρρ)(K ) ou (11)
pcal pcK al acal
Hh′′(;33ρρ)(= ,,aK)(ρ ) (12)
calcK al acal
Les Formules (9) à (12) sont utilisées pour déterminer les coefficients de conversion.
8.3.5 Réalisation de l’étalonnage
L’étalonnage s’effectue conformément à l’ISO 4037-3 en utilisant les valeurs conventionnelles
déterminées ci-dessus.
8.4 Étalonnage à l’aide d’instruments de référence de mesure des grandeurs
d’équivalent de dose de l’ICRU
8.4.1 Généralités
Le présent paragraphe s’applique à la méthode II uniquement. Durant la période de temps, généralement
une heure, depuis le mesurage de la valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose de
l’ICRU à l’aide de l’instrument de référence et jusqu’à l’étalonnage de l’instrument soumis à l’essai, les
exigences concernant la tension du tube spécifiées en 6.2 doivent être respectées. De plus, la masse
volumique de l’air doit être constante dans les limites indiquées dans le Tableau 4; sinon, les corrections
spécifiées, indiquées à l’Annexe A, doivent être appliquées.
Les corrections supplémentaires applicables à l’utilisation d’une chambre moniteur comme dispositif
de transfert sont également indiquées à l’Annexe A.
À titre d’exemple, le Tableau 4 donne le pourcentage de variation de la masse volumique de l’air qui
entraîne une variation de la valeur des grandeurs d’équivalent de dose H (10, 0°) ou H*(10) et H (10, 60°)
p p
de 2 %, à une distance de 2,5 m entre le point de mesure et le foyer, et pour un angle d’incidence du
rayonnement respectivement de 0° et 60°. Ces conditions sont représentatives des étalonnages en
fonction de H (10) effectués sur un fantôme ISO plaque rempli d’eau.
p
8.4.2 Valeur conventionnelle des grandeurs d’équivalent de dose H (10) ou H*(10) et H (3)
p p
ou H’(3)
8.4.2.1 Correction de H (10) ou H*(10) et H (3) ou H’(3) en fonction de la masse volumique de l’air
p p
Au cours de la période de courte durée (allant d’une à quelques heures), comprise entre le mesurage
de la valeur conventionnelle de H (10) ou H*(10) et H (3) ou H’(3) et l’étalonnage de l’instrument, la
p p
variation de la masse volumique de l’air ne doit pas dépasser les limites indiquées dans le Tableau 4.
Pour simplifier, les mêmes valeurs sont également utilisées pour H (3) ou H’(3). Ces données sont
p
valables pour une distance de 2,5 m, qui est une distance type pour les étalonnages par rapport à
H (10) effectués sur un fantôme ISO plaque rempli d’eau. En général, ces exigences en matière de masse
p
volumique de l’air sont satisfaites et aucune correction ne s’avère alors nécessaire; dans les rares cas
contraires, la méthode de correction donnée dans l’Annexe A doit être appliquée comme suit. Si ρ est
con
la masse volumique de l’air lors de la détermination de la valeur conventionnelle de H (10) ou H*(10)
p
et H (3) ou H’(3) et si ρ est la masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de l’instrument, alors la
p cal
valeur conventionnelle de H (10) ou H*(10) et H (3) ou H’(3) lors de l’étalonnage est la suivante:
p p
kHρ ,(10)
calp
H (,10 ρ )= H (,10 ρ ) (13)
pcal pcon
kHρ ,(10)
conp
kHρ ,*()10
cal
H*(10,)ρ = H*(,10 ρ ) (14)
cal con
kHρ ,(* 10)
con
kHρ ,(3)
calp
H (,3 ρ )= H (,3 ρ ) (15)
pcal pcon
kHρ ,(3)
conp
kHρ ,(′ 3)
cal
H′(,3 ρ )= H′(,3 ρ ) (16)
cal con
kHρ ,(′ 3)
con
Se reporter à A.2 pour les facteurs de correction de la masse volumique de l’air k[ρ, H (10)] ou
p
k[ρ, H*(10)] et k[ρ, H (3)] ou k[ρ, H’(10)] applicables respectivement aux grandeurs H (10) ou H*(10) et
p p
H (3) ou H’(3).
p
Tableau 4 — Pourcentage de variation de la masse volumique de l’air entraînant une variation
de la valeur de H (10, 0°) ou H*(10) et H (10, 60°) de 2 %, à une distance de 2,5 m entre le point de
p p
mesure et le foyer, et avec un angle d’incidence du rayonnement de respectivement 0° et 60°
Qualité de rayon- Tension du tube Δρ/ρ pour une distance de 2,5 m entraînant une variation de
nement 2 % de la valeur de
U H (10, 0°) ou H*(10) H (10, 60°)
p p
kV % %
L-10 10 1,1 1,2
L-20 20 5,9 6,2
L-30 30 15 15
N-10 10 1,1 1,2
N-15 15 2,8 3,1
N-20 20 5,2 5,7
N-25 25 8,3 8,8
N-30 30 12 13
H-10 10 1,1 1,2
H-20 20 4,0 4,9
H-30 30 7,3 8,7
Lorsqu’une chambre moniteur est utilisée comme dispositif de transfert pour la grandeur de mesure
H (10) ou H*(10) et H (3) ou H’(3), alors la différence entre la masse volumique de l’air lors de
p p
l’étalonnage de la chambre moniteur et la masse volumique de l’air lors de l’étalonnage de l’instrument
doit être comprise dans les limites indiquées dans le Tableau 4. Dans le cas contraire, la méthode de
correction donnée dans l’Annexe A doit être appliquée comme suit. Si la chambre moniteur est installée
à une distance d par rapport à la fenêtre de sortie du faisceau, si ρ est la masse volumique de l’air
MC MC
lors de l’étalonnage de la chambre moniteu
...
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