ISO 10703-2007 Water quality - Determination of the activity concentration of radionuclides - Method by high resolution gamma-ray spectrometry《水质 放射性核辐射活性浓度的测定 .pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 10703:2007(F) ISO 2007NORME INTERNATIONALE ISO 10703 Deuxime dition 2007-11-15 Qualit de leau Dtermination de lactivit volumique des radionuclides Mthode par spectromtrie gamma haute rsolution Water quality Determination of the activity concentration of radionuclides Method by

2、high resolution gamma-ray spectrometry ISO 10703:2007(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur emplo

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5、tes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2007 Droits de reproduction r

6、servs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans l

7、e pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2007 Tous droits rservsISO 10703:2007(F) ISO 2007 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos. iv Introductio

8、n v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 3 Termes et dfinitions 2 4 Symboles . 3 5 Principe 4 6 Sources de rfrence . 4 7 Ractifs 5 8 quipement de spectromtrie gamma 5 9 chantillonnage 7 10 Mode opratoire 8 11 Expression des rsultats . 11 12 Rapport dessai . 16 Annexe A (informative) Exem

9、ple de solution dentraneur pouvant tre ajoute lchantillon deau lorsquune eau de rejet dune centrale nuclaire est analyse. 17 Annexe B (informative) Calcul de lactivit mesure par spectromtrie gamma utilisant une soustraction de bruit de fond linaire (absence dinterfrence dans le pic) 18 Bibliographie

10、 20 ISO 10703:2007(F) iv ISO 2007 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Ch

11、aque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internat

12、ionale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts

13、par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit

14、intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 10703 a t labore par le comit technique ISO/TC 147, Qualit de leau. Cette deuxime dition annule et remplace la premire dition (ISO 10

15、703:1997), qui a fait lobjet dune rvision technique. ISO 10703:2007(F) ISO 2007 Tous droits rservs v Introduction La prsente Norme internationale prsente une mthode de dtermination simultane de lactivit volumique de plusieurs radionuclides metteurs de rayonnements gamma dans les chantillons deau par

16、 spectromtrie gamma utilisant des dtecteurs de germanium de trs haute puret (HPGe), aprs prlvement dans les rgles de lart, prparation et, si ncessaire ou souhaitable, traitement de ces chantillons. Les radionuclides metteurs gamma sont trs rpandus et sont autant dorigine naturelle que dorigine artif

17、icielle. Cest pourquoi les chantillons environnementaux contiennent en gnral une multitude dmetteurs gamma diffrents. La spectromtrie gamma haute rsolution offre donc un outil danalyse utile pour effectuer des mesurages environnementaux. NORME INTERNATIONALE ISO 10703:2007(F) ISO 2007 Tous droits rs

18、ervs 1 Qualit de leau Dtermination de lactivit volumique des radionuclides Mthode par spectromtrie gamma haute rsolution AVERTISSEMENT Il convient que les personnes utilisant la prsente Norme internationale connaissent les bonnes pratiques de laboratoire usuelles. La prsente Norme internationale na

19、pas pour objectif daborder toutes les questions relatives la scurit associes sa mise en uvre. Il est de la responsabilit de lutilisateur de mettre en place les consignes de scurit et de protection individuelle appropries et de sassurer de leur conformit avec la lgislation nationale en vigueur. IMPOR

20、TANT Il est absolument essentiel que les essais raliss conformment la prsente Norme internationale soient mens par un personnel qualifi. 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale prsente une mthode de dtermination simultane des activits volumiques de diffrents radionuclides metteurs de

21、rayonnements gamma dnergies comprises entre 40 keV et 2 MeV, dchantillons deau, par spectromtrie gamma en utilisant un dtecteur de germanium de haute rsolution coupl un analyseur multicanal. NOTE La dtermination des activits volumiques des radionuclides metteurs de rayonnement gamma dnergie infrieur

22、e 40 keV et suprieure 2 MeV est galement envisage dans le cadre de la prsente Norme internationale, condition dadapter cette fin ltalonnage du systme de mesure et le blindage. La prsente Norme internationale comprend les procdures dtalonnage et de dtermination des efficacits du systme de mesure en f

23、onction des nergies, danalyse du spectre et de dtermination des activits volumiques des diffrents radionuclides prsents dans lchantillon tudi. Elle ne sapplique quaux chantillons homognes. Les chantillons prsentant une activit typiquement comprise entre 1 Bq et 10 4Bq peuvent tre mesurs tels quels,

24、cest-dire sans dilution, ni concentration, ni quipement (lectronique) particulier. En fonction de diffrents facteurs tels que lnergie et le pourcentage dmission des metteurs gamma considrs, la taille et la gomtrie de lchantillon et du dtecteur, le blindage, le temps de comptage et dautres paramtres

25、exprimentaux, lchantillon peut tre concentr par vaporation, lorsquil sagit de mesurer des activits infrieures 1 Bq. De la mme faon, si lactivit est trs suprieure 10 4Bq, on peut soit diluer lchantillon, soit prlever un aliquote de lchantillon, soit augmenter la distance entre le dtecteur et la gomtr

26、ie de comptage, soit appliquer une correction dempilement (pics somme). 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document

27、de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 31-9, Grandeurs et units Partie 9: Physique atomique et nuclaire ISO 3696, Eau pour laboratoire usage analytique Spcification et mthodes dessai ISO 5667-1, Qualit de leau chantillonnage Partie 1: Lignes directrices pour la conception des

28、 programmes et des techniques dchantillonnage ISO 10703:2007(F) 2 ISO 2007 Tous droits rservsISO 5667-3, Qualit de leau chantillonnage Partie 3: Lignes directrices pour la conservation et la manipulation des chantillons deau ISO 5667-14, Qualit de leau chantillonnage Partie 14: Lignes directrices po

29、ur le contrle de la qualit dans lchantillonnage et la manutention des eaux environnementales ISO/CEI 17025, Exigences gnrales concernant la comptence des laboratoires dtalonnages et dessais Guide pour lexpression de lincertitude de mesure (GUM), BIPM, CEI, FICC, ISO, OIML, UICPA, UIPPA CEI 60973, Mt

30、hodes dessais de dtecteurs gamma en germanium CEI 61151, Instrumentation nuclaire Amplificateurs et pramplificateurs utiliss avec des dtecteurs de rayonnements ionisants - Mthodes dessais CEI 61452, Instrumentation nuclaire Mesure des taux dmission gamma de radionuclides talonnage et utilisation des

31、 spectromtres germanium 3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 31-9 ainsi que les suivants sappliquent. 3.1 mouvement propre container de composition identique celui utilis pour lessai sur lchantillon deau rempli deau dminralise exempte d

32、e radon 3.2 temps mort laps de temps devant scouler entre deux impulsions conscutives ou vnements ionisants pour quils soient reconnus par le systme de dtection comme impulsions ou vnements diffrents 3.3 correction de temps mort correction appliquer au nombre dimpulsions observes de faon prendre en

33、compte le nombre dimpulsions perdues pendant le temps mort 3.4 constante de dsintgration radionuclide dans un tat nergtique particulier quotient de dP par dt, o dP est la probabilit quun noyau donn subisse une transition nuclaire spontane partir de cet tat dnergie dans lintervalle du temps dt d1 d d

34、d PN tNt = o N est le nombre de noyaux concerns existant au temps t 3.5 efficacit de comptage dans les conditions de dtection dfinies, rapport du nombre de photons gamma dtects sur le nombre de photons gamma de mme espce mis par la source de radiation dans le mme laps de temps 3.6 rsolution en nergi

35、e mesure, une nergie donne, de la plus petite diffrence entre lnergie de deux rayonnements gamma pouvant tre mise en vidence laide de lappareil utilis pour la spectromtrie gamma ISO 10703:2007(F) ISO 2007 Tous droits rservs 3 3.7 pic dabsorption totale pic du spectre correspondant labsorption totale

36、 de lnergie des photons dans la partie sensible du dtecteur par effet photolectrique ou par interactions de photons conscutives la cration de paires lectrons-trous (uniquement pour les photons dnergie suprieure 1 022 keV), effet Compton et labsorption photolectrique 3.8 cascade gamma deux ou plusieu

37、rs photons gamma diffrents mis successivement dans le temps de rsolution, par un seul noyau lorsquil se dsexcite en passant par un ou plusieurs niveaux dnergie intermdiaires 3.9 rayonnement gamma rayonnement lectromagntique mis lors dun processus de transition nuclaire ou dannihilation de particule

38、3.10 spectromtrie gamma mthode de mesurage des rayonnements gamma fournissant un spectre nergtique 3.11 empilement gnration, par un spectromtre, dimpulsions rsultant de labsorption simultane par le dtecteur de particules, ou photons, provenant de la dsintgration de diffrents noyaux NOTE Ces particul

39、es ou photons sont alors comptabilis(e)s comme un(e) seul(e) et unique particule ou photon dont lnergie est soit leur nergie individuelle, soit la somme de toutes leurs nergies. 3.12 probabilit de transition fraction du noyau qui se dsintgre dune manire spcifique 4 Symboles V Volume de lchantillon d

40、eau pour essai, en litres A Activit de chacun des radionuclides dans la source dtalonnage, au moment de ltalonnage, en becquerels ,c , AA cc Activit volumique de chaque radionuclide, sans et avec corrections respectivement, en becquerels par litre t gTemps de comptage de lchantillon, en secondes t 0

41、Temps de comptage du mouvement propre, en secondes t sTemps de comptage de la source dtalonnage, en secondes ,0 ,s , , NE N E N E nnn Nombre de coups dans laire nette du pic considr, lnergie E, respectivement pour les spectres de lchantillon, du mouvement propre et dtalonnage ISO 10703:2007(F) 4 ISO

42、 2007 Tous droits rservsg, g0, gs, , E EE nnn Nombre de coups dans laire brute du pic considr, lnergie E, respectivement pour les spectres de lchantillon, du mouvement propre et dtalonnage b, b0, bs, , E EE nnn Nombre de coups dans la ligne de base du pic considr, lnergie E, respectivement pour les

43、spectres de lchantillon, du mouvement propre et dtalonnage E Efficacit du dtecteur lnergie E pour la gomtrie de mesure utilise E P Probabilit dmission dun rayonnement gamma avec une nergie E de chaque radionuclide, par dsintgration Constante de dsintgration de chaque radionuclide, en secondes invers

44、es ,c () ,() AA uc uc Incertitude-type associe au rsultat dun mesurage, sans et avec corrections, en becquerels par litre U Incertitude largie, calcule par ( ) A Ukuc = avec k = 1, 2., en becquerels par litre ,c , AA cc Seuil de dcision, sans et avec corrections, en becquerels par litre # ,c , AA cc

45、 Limite de dtection, sans et avec corrections, en becquerels par litre , AA cc Limites infrieure et suprieure de lintervalle de confiance, en becquerels par litre 5 Principe Les rayonnements gamma produisent des paires dlectron-trous en interfrant avec la matire. Lorsquon applique une tension aux bo

46、rnes dun dtecteur semi-conducteur, ces paires dlectron-trous sont dtectes, aprs amplification, comme des impulsions lectriques. Lamplitude des impulsions dpend de lnergie des photons gamma (ou photons) absorbe dans le temps de rsolution du dtecteur et de llectronique associe. En tablissant une discr

47、imination entre les amplitudes des impulsions, on obtient un spectre de rayonnements gamma. Aprs analyse du spectre, on attribue les diffrents pics aux radionuclides ayant mis les rayonnements gamma correspondants. Lactivit des radionuclides prsents dans lchantillon est ensuite calcule laide de lefficacit du dtecteur associe lnergie dtermin