Measurement of radioactivity in the environment -- Air: radon-222

This document describes radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling. It gives indications for determining the average activity concentration of the radon-222 in the air from measurements based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the sensors. This document covers samples taken without interruption over periods varying from a few days to one year. This measurement method is applicable to air samples with radon activity concentrations greater than 5 Bq/m3.

Mesurage de la radioactivité dans l'environnement -- Air: radon 222

Le présent document décrit les méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélčvement passif. Elle fournit des indications pour déterminer l'activité volumique moyenne du radon-222 dans l'air ŕ partir de mesurages effectués par prélčvement passif, de mise en œuvre facile peu coűteuse, ainsi que sur les conditions d'utilisation des capteurs. Le présent document traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes allant de quelques semaines ŕ un an. Cette méthode de mesure s'applique aux échantillons d'air dont l'activité volumique du radon est supérieure ŕ 5 Bq/m3.

General Information

Status
Published
Publication Date
25-Mar-2021
Current Stage
5060 - Close of voting Proof returned by Secretariat
Start Date
25-Feb-2021
Completion Date
24-Feb-2021
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ISO 11665-4:2021 - Measurement of radioactivity in the environment -- Air: radon-222
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ISO 11665-4:2021 - Mesurage de la radioactivité dans l'environnement -- Air: radon 222
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ISO/FDIS 11665-4:Version 28-nov-2020 - Measurement of radioactivity in the environment -- Air: radon-222
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ISO/FDIS 11665-4:Version 12-dec-2020 - Mesurage de la radioactivité dans l'environnement -- Air: radon 222
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11665-4
Third edition
2021-03
Measurement of radioactivity in the
environment — Air: radon-222 —
Part 4:
Integrated measurement method
for determining average activity
concentration using passive sampling
and delayed analysis
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 —
Partie 4: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de
l'activité volumique moyenne du radon avec un prélèvement passif et
une analyse en différé
Reference number
ISO 11665-4:2021(E)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11665-4:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 11665-4:2021(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms, definitions and symbols ............................................................................................................................................................ 1

3.1 Terms and definitions ....................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 2

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Equipment ................................................................................................................................................................................................................... 3

6 Sampling ........................................................................................................................................................................................................................ 3

6.1 Sampling objective ............................................................................................................................................................................... 3

6.2 Sampling characteristics ......... ........................................................................................................................................................ 3

6.3 Sampling conditions ........................................................................................................................................................................... 3

6.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 3

6.3.2 Installation of the sensor .......................................................................................................................................... 3

6.3.3 Sampling duration .......................................................................................................................................................... 4

6.3.4 Volume of air sampled .................. ......................................................................................................................... ...... 4

7 Detection ....................................................................................................................................................................................................................... 5

8 Measurement ........................................................................................................................................................................................................... 5

8.1 Procedure .................................................................................................................................................................................................... 5

8.2 Influence quantities ............................................................................................................................................................................ 5

8.3 Calibration .................................................................................................................................................................................................. 5

8.4 Average radon activity concentration ................................................................................................................................. 5

8.5 Standard uncertainty ......................................................................................................................................................................... 5

8.6 Decision threshold and detection limit .............................................................................................................................. 6

8.7 Limits of the confidence interval ............................................................................................................................................. 6

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 6

Annex A (normative) Measurement method using a solid-state nuclear track detector (SSNTD) ......8

Annex B (normative) Measurement method using an electret detector .....................................................................14

Annex C (normative) Measurement method using activated charcoal ..........................................................................22

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................31

© ISO 2021 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 11665-4:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

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 third edition cancels and replaces the second edition (ISO 11665-4:2020), of which it constitutes a

minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— update of the Introduction;
— update of the Bibliography.
A list of all the parts in the ISO 11665 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 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 11665-4:2021(E)
Introduction

Radon isotopes 222, 219 and 220 (also known as thoron) are radioactive gases produced by the

disintegration of radium isotopes 226, 223 and 224, which are decay products of uranium-238,

uranium-235 and thorium-232 respectively, and are all found in the earth's crust (see Annex A for

further information). Solid elements, also radioactive, followed by stable lead are produced by radon

[1]
disintegration .

When disintegrating, radon emits alpha particles and generates solid decay products, which are also

radioactive (polonium, bismuth, lead, etc.). The potential effects on human health of radon lie in its solid

decay products rather than the gas itself. Whether or not they are attached to atmospheric aerosols,

radon decay products can be inhaled and deposited in the bronchopulmonary tree to varying depths

[2][3][4][5]
according to their size .
[6]

Radon is today considered to be the main source of human exposure to natural radiation. UNSCEAR

suggests that, at the worldwide level, radon accounts for around 52 % of global average exposure to

natural radiation. The radiological impact of isotope 222 (48 %) is far more significant than isotope 220

(4 %), while isotope 219 is considered negligible (see Annex A). For this reason, references to radon in

this document refer only to radon-222.

Radon activity concentration can vary from one to more orders of magnitude over time and space.

Exposure to radon and its decay products varies tremendously from one area to another, as it depends

on the amount of radon emitted by the soil and building materials, weather conditions, and on the

degree of containment in the areas where individuals are exposed.

As radon tends to concentrate in enclosed spaces like houses, the main part of the population exposure

is due to indoor radon. Soil gas is recognized as the most important source of residential radon through

infiltration pathways. Other sources are described in other parts of ISO 11665 and ISO 13164 series for

[7]
water .

Radon enters into buildings via diffusion mechanism caused by the all-time existing difference between

radon activity concentrations in the underlying soil and inside the building, and via convection

mechanism inconstantly generated by a difference in pressure between the air in the building and the

air contained in the underlying soil. Indoor radon activity concentration depends on radon activity

concentration in the underlying soil, the building structure, the equipment (chimney, ventilation

systems, among others), the environmental parameters of the building (temperature, pressure, etc.)

and the occupants’ lifestyle.

To limit the risk to individuals, a national reference level of 100 Bq·m is recommended by the World

[5] -3

Health Organization . Wherever this is not possible, this reference level should not exceed 300 Bq·m .

This recommendation was endorsed by the European Community Member States that shall establish

national reference levels for indoor radon activity concentrations. The reference levels for the annual

-3[18]
average activity concentration in air shall not be higher than 300 Bq·m .

To reduce the risk to the overall population, building codes should be implemented that require radon

prevention measures in buildings under construction and radon mitigating measures in existing

buildings. Radon measurements are needed because building codes alone cannot guarantee that radon

concentrations are below the reference level.

The activity concentration of radon-222 in the atmosphere can be measured by spot, continuous and

integrated measurement methods with active or passive air sampling (see ISO 11665-1). This document

deals with radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling.

NOTE The origin of radon-222 and its short-lived decay products in the atmospheric environment and other

measurement methods are described generally in ISO 11665-1.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11665-4:2021(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 4:
Integrated measurement method for determining average
activity concentration using passive sampling and delayed
analysis
1 Scope

This document describes radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling. It

gives indications for determining the average activity concentration of the radon-222 in the air from

measurements based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the

sensors.

This document covers samples taken without interruption over periods varying from a few days to

one year.

This measurement method is applicable to air samples with radon activity concentrations greater

than 5 Bq/m .
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 11665-1, Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of radon

and its short-lived decay products and associated measurement methods

ISO 11929 (all parts), Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and

limits of the coverage interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application

ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in

me a s ur ement (GUM: 1995)

ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories

IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring

instruments — Part 1: General principles
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11665-1 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/
© ISO 2021 – All rights reserved 1
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ISO 11665-4:2021(E)
3.2 Symbols

For the purposes of this document, the symbols given in ISO 11665-1 and the following apply.

average activity concentration, in becquerels per cubic metre

decision threshold of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre

detection limit of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre

lower limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels

per cubic metre

upper limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels

per cubic metre
t sampling duration, in hours
U expanded uncertainty calculated by Uk=⋅u() with k = 2
u() standard uncertainty associated with the measurement result
u relative standard uncertainty
rel
μ quantity to be measured
μ background level
ω correction factor linked to the calibration factor and the sampling duration
4 Principle

Integrated measurement of the average radon activity concentration is based on the following elements:

a) continuous, passive sampling of an air sample representative of the atmosphere under investigation,

by free convection and natural diffusion for a sensor in an open configuration (open to the air) or

by natural diffusion for a sensor in a closed configuration (with an accumulation chamber);

b) simultaneous accumulation of a measurable physical quantity (etched tracks, electrostatic

potential drop, radioactive atoms, etc.) on a suitable sensor;

c) measurement of the accumulated physical quantity with a direct link to the average radon activity

concentration over the sampling period in question.

Several measurement methods meet the requirements of this document. They are basically

distinguished by the type of accumulated physical quantity and how it is measured. The physical

quantity and its related measurement may be as follows, for example:

— “latent tracks” produced in a polymer [solid-state nuclear track detector (SSNTD)] by ionization

from alpha particles of the radon and its decay products; these latent tracks are detected and

counted (see Annex A);

— charges produced in a solid [semi-conductor medium (silicon)] by ionisation from alpha particles of

the radon and its decay products; they are detected by related electronics;

— discharge of an electret (non-rechargeable, positively charged element) by ionisation of the air due

to the radioactive disintegration of radon and its decay products; the voltage variation relating to

this discharge is measured (see Annex B);
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 11665-4:2021(E)
222 214

— atoms of Rn adsorbed on charcoal; the gamma emission rates of the decay products Pb and

214
Bi are measured with a gamma spectrometer (see Annex C).

Analysis of the physical quantity might not be immediate and might require laboratory operations.

The result of integrated measurement is the exposure of a sensor to radon over the sampling duration

in question. The average radon activity concentration is calculated by dividing the exposure result by

the sampling duration.
5 Equipment
The apparatus shall include the following:

5.2.1 Sensor, which collects the physical quantity (SSNTD, silicon detector, electret detector, activated

charcoal, etc.), either alone or with an accumulation chamber made from a conductive plastic material

with a known detection volume; in closed configuration, the sensor is placed in a closed accumulation

chamber with a filter and in open configuration, the sensor is in direct relation with the atmosphere (no

accumulation chamber).
5.2.2 Detection system, adapted to the accumulated physical quantity.

The necessary equipment for each measurement method is specified in Annexes A, B and C respectively.

6 Sampling
6.1 Sampling objective

The sampling objective is to place without interruption, an air sample representative of the atmospheric

medium under investigation in contact with the sensor (SSNTD, silicon detector, electret detector,

activated charcoal, etc.).
6.2 Sampling characteristics
Sampling is passive.

In the closed configuration, sampling is performed through a filtering medium, thus only radon alpha

particles are detected by the sensor (see Clause 5). Sampling shall be performed in conditions that

preclude clogging of the filtering medium, which would result in modified measuring conditions.

Clogging during sampling can lead to the non-renewal of air in the accumulation chamber.

Using an open configuration, the sensor simultaneously records the alpha emissions of the radon and

those of its decay products near its surface. It also records any alpha emitter present in the analysed

atmosphere, in the energy range specified by the manufacturer. This configuration shall be used under

conditions that preclude fouling (dust-filled atmosphere, grease deposit, etc.) of the sensor, which would

result in modified measuring conditions.
6.3 Sampling conditions
6.3.1 General
Sampling shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
6.3.2 Installation of the sensor
Installation of the sensor shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO 11665-4:2021(E)

In the specific case of indoor measurement, the sensor should be placed in a normally occupied or

occupiable zone on a clear surface between 1 m and 2 m above the ground, i.e. the "breathing zone"

under the following conditions:

a) a clear space of at least 20 cm should be left around the sensor to avoid the influence of thoron

exhalation from the walls;

b) the sensor should be placed away from any heat sources (radiator, chimney, electrical equipment,

television, direct sunlight, etc.) and from areas of traffic, doors and windows, walls and natural

ventilation sources;

c) the installation conditions should not be disturbed during measurement (books falling, engineers

working, curiosity, etc.); recommendations should be made to occupants in order to prevent the

change of sampling conditions;

d) the sensor should also be made secure during measurement, in order to prevent any damage.

6.3.3 Sampling duration

The sampling duration is equal to the time interval between installation and removal of the sensor at

the sampling point.

Time of installation and removal of the sensor shall be recorded (date and hour).

The sampling duration shall be adjusted to suit the phenomenon under investigation, the assumed

radioactivity and the sensor characteristics (see Table 1).

Table 1 — Examples of sampling characteristics of the various measurement methods meeting

the requirements of this document
Annex Sampling duration/
Sensor Sampling place
(normative) Exposure time
Solid-state nuclear track detector
Indoors
(open configuration)
One week to several
months
Solid-state nuclear track detector
(closed configuration)
Outdoors or indoors Few days to several
Electret detector B
months
Activated charcoal C Few days

The sampling duration shall be determined on the basis of the intended use of the measurement results.

For example, indoor concentrations vary not only over a day but also between days of the week because

of variations in occupancy. In this case, it would be reasonable to sample over a whole week in order to

include these variations.

To approach the annual average value of the radon activity concentration in the buildings and not

under-estimate it, it is advisable to perform measurements for at least two months (see ISO 11665-8).

Users should be aware of the saturation characteristics of their sensors and should adapt the sampling

duration to ensure that saturation does not occur.
6.3.4 Volume of air sampled

For passive sampling, direct measurement of the air volume sampled is not necessary. A calibration

factor, in activity per unit volume, shall be used.
4 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 11665-4:2021(E)
7 Detection

Depending on the sensor used, detection shall be carried out using solid-state nuclear track detectors

(SSNTD), discharge of a polarized surface inside an ionization chamber, gamma-ray spectrometry or

liquid scintillation, as described in ISO 11665-1.
8 Measurement
8.1 Procedure

The measurement procedure for each measurement method shall be as specified in Annexes A, B and C

respectively.
8.2 Influence quantities

Various quantities can lead to measurement bias that could induce non-representative results.

Depending on the measurement method and the control of usual influence quantities specified

in IEC 61577-1 and ISO 11665-1, the influence quantities of particular importance for each measurement

method described in this document are specified in Annexes A, B and C respectively.

Manufacturer recommendations in the operating instructions for the sensors shall be followed.

8.3 Calibration

The measuring system (sensor and detection system) shall be calibrated at least annually as specified

in ISO 11665-1. Additional requirements for the devices used for particular methods are specified in

the relevant annexes (see Annexes A, B and C).

The relationship between the physical quantity recorded by the sensor (number of etched tracks,

number of electric charges, pulse count and amplitudes, etc.) and the activity concentration of the

radon in the air shall be established based on the measurement of a radon-222 reference atmosphere.

The radon-222 activity concentration in the reference atmosphere shall be traceable to a primary

radon-222 gas standard.

In addition to calibration, consideration should be given to regular testing to ensure measurements

remain suitable for use. These should include internal blind tests and external proficiency, validation or

interlaboratory comparisons.
Expression of results
8.4 Average radon activity concentration

The average radon activity concentration shall be calculated as given in Formula (1):

C=−μμ ⋅ω (1)
8.5 Standard uncertainty

In accordance with ISO/IEC Guide 98-3, the standard uncertainty of C shall be calculated as given

in Formula (2):
22 2 22
uC()=⋅ωμuu()+ μω+⋅Cu () (2)
 0  rel
© ISO 2021 – All rights reserved 5
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ISO 11665-4:2021(E)
8.6 Decision threshold and detection limit

The characteristic limits associated with the measurand shall be calculated in accordance

with ISO 11929 (all parts). Examples of the calculations of uncertainties and characteristic limits are

detailed in Annexes A, B and C for each respective measurement method described.
8.7 Limits of the confidence interval
 

The lower, C , and upper, C , limits of the confidence interval shall be calculated using Formulae (3)

and (4) [see ISO 11929 (all parts)]:
CC=−ku⋅ Cp; =⋅ωγ()12− (3)
CC=+ku⋅ Cq;1=−ωγ⋅ 2 (4)
where
ω=Φ yu y ,
[]() Φ being the distribution function of the standardized normal distribution;
= 1 may be set if Cu≥⋅4 C , in which case:
CC=±ku⋅ C (5)
12−γ
where
= 0,05 with k =19, 6 are often chosen by default.
12−γ
9 Test report

9.1 The test report shall be in accordance with the requirements of ISO/IEC 17025 and shall contain

the following information:
a) reference to this document, i.e. ISO 11665-4:2021;
b) measurement method (integrated);
c) identification of the type of sensor;
d) identification of the sample;
e) sampling characteristic (passive);

f) sampling times: start and end time (date and hour, hour not needed for sampling durations longer

than two months);
g) duration of sampling;
h) sampling location;
i) units in which the results are expressed;
j) test result, Cu± C or CU± , with the associated k value.
9.2 Complementary information may be provided, such as the following:
a) purpose of the measurement;
6 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 11665-4:2021(E)
b) probabilities α, β and (1-γ);

c) the decision threshold and the detection limit; depending on the customer request, there are

different ways to present the result:

1) when the average radon activity concentration is compared with the decision threshold

[see ISO 11929 (all parts)], the result of the measurement shall be expressed as ≤ C if the result

is below the decision threshold;

2) when the average radon activity concentration is compared with the detection limit, the result

of the measurement shall be expressed as ≤ C if the result is below the detection limit or, if the

detection limit exceeds the guideline value, it shall be documented that the method is not

suitable for the measurement purpose;
d) any relevant information likely to affect the results, for example:
1) weather conditions at the time of sampling;

2) ventilation conditions for indoor measurement (mechanical ventilation system, doors and

windows open or shut, etc.).

9.3 The results can be expressed in a similar format to that shown in ISO 11665-1:2019, Annex C.

© ISO 2021 – All rights reserved 7
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ISO 11665-4:2021(E)
Annex A
(normative)
Measurement method using a solid-state nuclear track detector
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11665-4
Troisième édition
2021-03
Mesurage de la radioactivité dans
l'environnement — Air: radon 222 —
Partie 4:
Méthode de mesure intégrée pour
la détermination de l'activité
volumique moyenne du radon avec
un prélèvement passif et une analyse
en différé
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 4: Integrated measurement method for determining average
activity concentration using passive sampling and delayed analysis
Numéro de référence
ISO 11665-4:2021(F)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11665-4:2021(F)
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© ISO 2021

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 11665-4:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes, définitions et symboles .......................................................................................................................................................... 1

3.1 Termes et définitions ......................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 2

4 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Équipement ................................................................................................................................................................................................................ 3

6 Prélèvement .............................................................................................................................................................................................................. 3

6.1 Objectif du prélèvement .................................................................................................................................................................. 3

6.2 Caractéristiques du prélèvement ............................................................................................................................................ 3

6.3 Conditions de prélèvement .......................................................................................................................................................... 4

6.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 4

6.3.2 Installation du capteur ............................................................................................................................................... 4

6.3.3 Durée du prélèvement ................................................................................................................................................ 4

6.3.4 Volume d’air prélevé ..................................................................................................................................................... 5

7 Détection ....................................................................................................................................................................................................................... 5

8 Mesurage....................................................................................................................................................................................................................... 5

8.1 Mode opératoire .................................................................................................................................................................................... 5

8.2 Grandeurs d’influence....................................................................................................................................................................... 5

8.3 Étalonnage .................................................................................................................................................................................................. 5

8.4 Activité volumique moyenne du radon .............................................................................................................................. 6

8.5 Incertitude-type ..................................................................................................................................................................................... 6

8.6 Seuil de décision et limite de détection ............................................................................................................................. 6

8.7 Limites de l’intervalle de confiance ....................................................................................................................................... 6

9 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 6

Annexe A (normative) Méthode de mesure utilisant un détecteur solide de traces

nucléaires (DSTN) ............................................................................................................................................................................................... 8

Annexe B (normative) Méthode de mesure utilisant un détecteur à électret ........................................................14

Annexe C (normative) Méthode de mesure utilisant du charbon actif ..........................................................................22

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................31

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
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ISO 11665-4:2021(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (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 troisième édition annule et remplace la seconde édition (ISO 11665-4:2020), dont elle constitue

une révision mineure. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— l’Introduction a été mise à jour;
— la Bibliographie a été mise à jour.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 11665 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 2021 – Tous droits réservés
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ISO 11665-4:2021(F)
Introduction

Les isotopes 222, 219 et 220 (ce dernier étant également appelé thoron) du radon sont des gaz radioactifs

produits par la désintégration des isotopes 226, 223 et 224 du radium, lesquels sont respectivement des

descendants de l’uranium-238, de l’uranium-235 et du thorium-232, et sont tous présents dans l’écorce

terrestre (voir Annexe A pour de plus amples informations). Des éléments solides, eux aussi radioactifs,

[1]
suivis par du plomb stable, sont produits par la désintégration du radon .

Lorsqu’il se désintègre, le radon émet des particules alpha et génère des descendants solides qui

sont eux aussi radioactifs (polonium, bismuth, plomb, etc.). Les effets potentiels du radon sur la

santé humaine sont liés aux descendants plutôt qu’au gaz lui-même. Qu’ils soient ou non attachés à

des aérosols atmosphériques, les descendants du radon peuvent être inhalés et déposés dans l’arbre

[2][3][4][5]
broncho-pulmonaire à différentes profondeurs, suivant leur taille .

Le radon est aujourd’hui considéré comme la principale source d’exposition de l’homme au rayonnement

[6]

naturel. L’UNSCEAR suggère qu’au niveau mondial, le radon intervient pour environ 52 % de

l’exposition moyenne globale au rayonnement naturel. L’impact radiologique de l’isotope 222 (48 %)

est nettement plus important que celui de l’isotope 220 (4 %); l’isotope 219 est quant à lui considéré

comme négligeable (voir Annexe A). Pour cette raison, les références au radon dans le présent document

désignent exclusivement le radon-222.

L’activité volumique du radon peut varier d’un à plusieurs ordres de grandeur dans le temps et l’espace.

L’exposition au radon et à ses descendants varie considérablement d’un lieu à l’autre. Elle dépend de

la quantité de radon émise par le sol et les matériaux de construction en ces lieux, des conditions

météorologiques et du degré de confinement dans les lieux où sont exposées les personnes.

Comme le radon a tendance à se concentrer dans les espaces clos tels que les maisons, la majeure partie

de l’exposition de la population provient du radon présent dans l’atmosphère intérieure des bâtiments.

Le gaz issu du sol est reconnu comme étant la plus importante source de radon résidentiel via des

voies d’infiltration. D’autres sources sont décrites dans d’autres parties de l’ISO 11665 et dans la série

[7]
ISO 13164 pour l’eau .

Le radon pénètre dans les bâtiments par un mécanisme de diffusion dû à la différence permanente

entre l’activité volumique du radon dans le sol sous-jacent et celle existant à l’intérieur du bâtiment,

et par un mécanisme de convection généré par intermittence par une différence de pression entre l’air

dans le bâtiment et celui contenu dans le sol sous-jacent. L’activité volumique du radon à l’intérieur des

bâtiments dépend de l’activité volumique du radon dans le sol sous-jacent, de la structure du bâtiment,

des équipements (cheminée, systèmes de ventilation mécanique, entre autres), des paramètres

environnementaux du bâtiment (température, pression, etc.), mais également du mode de vie de ses

occupants.

Pour limiter le risque pour les individus, un niveau de référence national de 100 Bq·m est recommandé

[5]

par l’Organisation mondiale de la santé . Lorsque cela n’est pas possible, il convient que ce niveau de

référence ne dépasse pas 300 Bq·m . Cette recommandation a été entérinée par les États membres de

la Communauté européenne qui doivent établir des niveaux de référence nationaux pour les activités

volumiques du radon à l’intérieur des bâtiments. Les niveaux de référence pour l’activité volumique

–3[18]
moyenne annuelle dans l’air ne doivent pas être supérieurs à 300 Bq·m .

Pour réduire le risque pour l’ensemble de la population, il convient de mettre en œuvre des codes du

bâtiment qui exigent des mesures de prévention du radon dans les bâtiments en construction et des

mesures d’atténuation du radon dans les bâtiments existants. Les mesurages du radon sont nécessaires,

car les codes du bâtiment ne peuvent à eux seuls garantir que les concentrations de radon sont

inférieures au niveau de référence.

L’activité volumique du radon-222 dans l’atmosphère peut être mesurée par des méthodes de mesure

ponctuelle, en continu et intégrée avec prélèvement d’air actif ou passif (voir ISO 11665-1). Le présent

document traite des méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélèvement passif.

NOTE L’origine du radon-222 et de ses descendants à vie courte dans l’environnement atmosphérique, ainsi

que d’autres méthodes de mesure, sont décrites de manière générale dans l’ISO 11665-1.

© ISO 2021 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 11665-4:2021(F)
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air:
radon 222 —
Partie 4:
Méthode de mesure intégrée pour la détermination
de l'activité volumique moyenne du radon avec un
prélèvement passif et une analyse en différé
1 Domaine d’application

Le présent document décrit les méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélèvement passif.

Elle fournit des indications pour déterminer l’activité volumique moyenne du radon-222 dans l’air à

partir de mesurages effectués par prélèvement passif, de mise en œuvre facile peu coûteuse, ainsi que

sur les conditions d’utilisation des capteurs.

Le présent document traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes allant de

quelques semaines à un an.

Cette méthode de mesure s’applique aux échantillons d’air dont l’activité volumique du radon est

supérieure à 5 Bq/m .
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 11665-1, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 — Partie 1: Origine du

radon et de ses descendants à vie courte, et méthodes de mesure associées

ISO 11929 (toutes les parties), Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de

détection et extrémités de l’intervalle de confiance) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes

fondamentaux et applications

Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure

(GUM: 1995)

ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais

IEC 61577-1, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des

descendants du radon — Partie 1: Règles générales
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 11665-1 s’appliquent.

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ISO 11665-4:2021(F)

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/ .
3.2 Symboles

Pour les besoins du présent document, les symboles décrits dans l’ISO 11665-1 et les suivants

s’appliquent.
activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
seuil de décision de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube

limite de détection de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube

limite basse de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne, en becquerels par

mètre cube

limite haute de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne, en becquerels par

mètre cube
t durée de prélèvement, en heures
U incertitude élargie calculée par Uk=⋅u() avec k = 2
u() incertitude-type associée au résultat de mesure
u incertitude-type relative
rel
µ quantité à mesurer
μ niveau de bruit de fond
ω facteur de correction lié au facteur d’étalonnage et à la durée du prélèvement
4 Principe

Le mesurage intégré de l’activité volumique moyenne du radon est fondé sur les éléments suivants:

a) le prélèvement passif ininterrompu d’un échantillon d’air représentatif de l’atmosphère étudiée,

par convection libre et par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration ouverte

(à l’air libre) ou par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration fermée (avec

une chambre d’accumulation);

b) l’accumulation simultanée d’une grandeur physique mesurable (traces révélées, chute de potentiel

électrostatique, atomes radioactifs, etc.) sur un capteur approprié;

c) le mesurage de la grandeur physique cumulée ayant un lien direct avec l’activité volumique

moyenne du radon sur la durée de prélèvement concernée.
2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 11665-4:2021(F)

Plusieurs méthodes de mesure satisfont aux exigences du présent document. Elles se distinguent

essentiellement par la nature de la grandeur physique cumulée et la manière dont elle est mesurée.

Cette grandeur physique et son mesurage associé peuvent être, par exemple:

— des «traces latentes» produites dans un polymère (détecteur solide de traces nucléaires [DSTN]) par

ionisation par les particules alpha du radon et de ses descendants; ces traces latentes sont détectées

et comptées (voir Annexe A);

— des charges produites dans un solide (milieu semi-conducteur [silicium]) par ionisation par les

particules alpha du radon et de ses descendants; elles sont détectées par des circuits électroniques

correspondants;

— la décharge d’un électret (élément chargé positivement et non rechargeable) par ionisation de l’air due

à la désintégration radioactive du radon et de ses descendants; la chute de potentiel correspondant

à cette décharge est mesurée (voir Annexe B);
222 214

— les atomes de Rn adsorbés sur du charbon; les taux d’émissions gamma des descendants Pb et

214
Bi sont mesurés avec un spectromètre gamma (voir Annexe C).

L’analyse de la grandeur physique peut ne pas être immédiate et nécessiter des opérations effectuées en

laboratoire.

Le résultat de la mesure intégrée est l’exposition d’un capteur au radon pendant la durée de prélèvement

considérée. L’activité volumique moyenne du radon est calculée en divisant le résultat de l’exposition

par la durée du prélèvement.
5 Équipement
L’appareillage doit inclure les éléments suivants:

5.2.1 Capteur, qui collecte la grandeur physique (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à électret,

charbon actif, etc.), associé ou non avec une chambre d’accumulation en matériau plastique conducteur

et de volume de détection connu; dans une configuration fermée, le capteur est placé dans une chambre

d’accumulation fermée avec un filtre et dans une configuration ouverte, le capteur est en contact direct

avec l’atmosphère (pas de chambre d’accumulation);
5.2.2 Système de détection, adapté pour la grandeur physique accumulée.

L’équipement nécessaire pour chaque méthode de mesure est spécifié dans les Annexes A, B et C,

respectivement.
6 Prélèvement
6.1 Objectif du prélèvement

L’objectif du prélèvement est de mettre en contact sans interruption, un échantillon d'air représentatif

du milieu atmosphérique étudié avec le capteur (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à électret,

charbon actif, etc.).
6.2 Caractéristiques du prélèvement
Le prélèvement est passif.

Dans le cas d’une configuration fermée, le prélèvement est effectué à travers un milieu filtrant, ainsi

seules les particules alpha du radon sont détectées par le capteur (voir Article 5). Le prélèvement doit

être effectué dans des conditions n’induisant pas de colmatage du milieu filtrant, ce qui conduirait à

une modification des conditions de mesure. En cas de colmatage pendant le prélèvement, l’air dans la

chambre d’accumulation risque de ne pas pouvoir se renouveler.
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ISO 11665-4:2021(F)

Dans le cas d’une configuration ouverte, le capteur enregistre simultanément les émissions alpha

du radon et de ses descendants à proximité de sa surface. Il enregistre également tout émetteur

alpha présent dans l’atmosphère analysée dans la gamme d’énergie spécifiée par le fabricant. Cette

configuration doit être utilisée dans des conditions n’induisant pas d’encrassement (atmosphère

chargée de poussières, dépôts de graisse, etc.) du capteur qui conduirait à une modification des

conditions de mesure.
6.3 Conditions de prélèvement
6.3.1 Généralités
Le prélèvement doit être effectué comme spécifié dans l’ISO 11665-1.
6.3.2 Installation du capteur
L’installation du capteur doit être effectuée comme spécifié dans l’ISO 11665-1.

Dans le cas spécifique du mesurage à l’intérieur d’un bâtiment, il convient de placer le capteur dans

une zone normalement occupée, ou pouvant être occupée, sur une surface dégagée entre 1 m et 2 m au-

dessus du sol, c’est-à-dire la «zone respiratoire» et dans les conditions suivantes:

a) il convient de laisser un espace dégagé dans un rayon minimal de 20 cm autour du capteur pour

éviter l’influence de l’exhalation de thoron des murs;

b) il convient d’éloigner le capteur des sources de chaleur (radiateur, cheminée, équipement électrique,

télévision, rayonnement solaire direct, etc.) ou des zones de passage, des portes et fenêtres, des

murs et des sources de ventilation naturelles;

c) il convient que les conditions d’installation ne soient pas perturbées pendant le mesurage (chute

de livres, travaux, curiosité, etc.); il convient de donner des recommandations aux occupants afin

d’éviter toute modification des conditions de prélèvement;

d) il convient de protéger le capteur pendant le mesurage afin d’éviter tout dommage.

6.3.3 Durée du prélèvement

La durée du prélèvement est égale à l’intervalle de temps entre la pose et la dépose du capteur au point

de prélèvement.

Les moments de pose et de dépose du capteur doivent être consignés (date et heure).

La durée du prélèvement doit être ajustée en fonction du phénomène étudié, de la radioactivité

présumée et des caractéristiques du capteur (voir Tableau 1).

Tableau 1 — Exemples de caractéristiques de prélèvement des différentes méthodes de mesure

qui satisfont aux exigences du présent document
Durée du prélève-
Annexe (norma- Point de prélève-
Capteur ment/durée d’exposi-
tive) ment
tion
Détecteur solide de traces nucléaires (confi-
Intérieur
guration ouverte)
Une semaine à plu-
sieurs mois
Détecteur solide de traces nucléaires (confi-
guration fermée)
Extérieur ou inté-
Quelques jours à plu-
Détecteur à électret B rieur
sieurs mois
Charbon actif C Quelques jours
4 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 11665-4:2021(F)

La durée du prélèvement doit être déterminée sur la base de l’utilisation prévue des résultats de

mesures.

À titre d’exemple, les concentrations à l’intérieur d’un bâtiment varient non seulement au cours d’une

journée, mais également d’un jour à l’autre en raison des variations du mode d’occupation. Dans ce cas,

il est recommandé d’effectuer le prélèvement sur une semaine complète afin d’inclure ces variations.

Afin d’approcher la valeur moyenne annuelle de l’activité volumique du radon dans les bâtiments

et ne pas la sous-évaluer, il est recommandé d’effectuer les mesurages pendant au moins deux mois

(voir ISO 11665-8).

Il convient que les utilisateurs connaissent les caractéristiques de leurs capteurs et il convient qu’ils

adaptent la durée du prélèvement de manière à éviter tout risque de saturation.
6.3.4 Volume d’air prélevé

Le mesurage direct du volume d’air prélevé n’est pas nécessaire pour le prélèvement passif, car un

facteur d’étalonnage, en activité par unité de volume, doit être utilisé.
7 Détection

Suivant le capteur utilisé, la détection doit être effectuée en utilisant des détecteurs solides de traces

nucléaires (DSTN), la décharge de la surface polarisée à l’intérieur d’une chambre d’ionisation, la

spectrométrie gamma et la scintillation liquide conformément à l’ISO 11665-1.
8 Mesurage
8.1 Mode opératoire

Le mode opératoire de mesurage pour chaque méthode de mesure doit être comme spécifié dans les

Annexes A, B et C, respectivement.
8.2 Grandeurs d’influence

Différentes grandeurs peuvent influencer le mesurage au point de donner lieu à des résultats non

représentatifs. Suivant la méthode de mesure et la maîtrise des grandeurs d’influence habituelles citées

dans l’IEC 61577-1 et l’ISO 11665-1, les grandeurs d’influence qui sont particulièrement importantes

pour chaque méthode de mesure décrite dans le présent document sont décrites dans les Annexes A, B

et C, respectivement.

Les recommandations données par le fabricant dans les notices d’utilisation des capteurs doivent être

respectées.
8.3 Étalonnage

Le système de mesure (capteur et système de détection) doit être étalonné au moins une fois par an tel

que spécifié dans l’ISO 11665-1. Les exigences supplémentaires applicables aux dispositifs utilisés pour

chacune des méthodes sont spécifiées dans les annexes concernées (voir Annexes A, B et C).

La relation entre la grandeur physique enregistrée par le capteur (nombre de traces révélées, nombre

de charges électriques, comptage des impulsions et amplitudes, etc.) et l’activité volumique du radon

dans l’air doit être établie en utilisant une atmosphère de référence contenant du radon-222. L’activité

volumique du radon-222 dans l’atmosphère de référence doit être traçable par rapport à un étalon de

gaz radon-222 primaire.

En plus de l’étalonnage, il convient d’envisager des essais réguliers pour s’assurer que les mesurages

restent utilisables. Il convient de prévoir des essais en aveugle internes et des comparaisons externes

de compétence, de validation ou interlaboratoires.
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ISO 11665-4:2021(F)
8.4 Activité volumique moyenne du radon
L’activité volumique moyenne du radon doit être calculée d’après la Formule (1):
C =−μμ ⋅ω (1)
8.5 Incertitude-type

Conformément à l’ISO/IEC Guide 98-3, l’incertitude-type de C doit être calculée comme indiqué par la

Formule (2):
22 2 22
uC()=⋅ωμuu()+ μω+⋅Cu () (2)
 0  rel
8.6 Seuil de décision et limite de détection

Les limites des caractéristiques associées au mesurande doivent être calculées conformément à

l’ISO 11929 (toutes les parties). Des exemples de calcul des incertitudes et des limites des caractéristiques

sont détaillés dans les Annexes A, B et C pour chaque méthode de mesure décrite.
8.7 Limites de l’intervalle de confiance
 
Les limites basse, C , et haute, C , de l’inter
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 11665-4
ISO/TC 85/SC 2
Measurement of radioactivity in the
Secretariat: AFNOR
environment — Air: radon-222 —
Voting begins on:
2020-12-02
Part 4:
Voting terminates on:
Integrated measurement method
2021-02-24
for determining average activity
concentration using passive sampling
and delayed analysis
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 —
Partie 4: Méthode de mesure intégrée pour la détermination de
l'activité volumique moyenne du radon avec un prélèvement passif et
une analyse en différé
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2020
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
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© ISO 2020

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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms, definitions and symbols ............................................................................................................................................................ 1

3.1 Terms and definitions ....................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 2

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Equipment ................................................................................................................................................................................................................... 3

6 Sampling ........................................................................................................................................................................................................................ 3

6.1 Sampling objective ............................................................................................................................................................................... 3

6.2 Sampling characteristics ......... ........................................................................................................................................................ 3

6.3 Sampling conditions ........................................................................................................................................................................... 3

6.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 3

6.3.2 Installation of the sensor .......................................................................................................................................... 3

6.3.3 Sampling duration .......................................................................................................................................................... 4

6.3.4 Volume of air sampled .................. ......................................................................................................................... ...... 4

7 Detection ....................................................................................................................................................................................................................... 5

8 Measurement ........................................................................................................................................................................................................... 5

8.1 Procedure .................................................................................................................................................................................................... 5

8.2 Influence quantities ............................................................................................................................................................................ 5

8.3 Calibration .................................................................................................................................................................................................. 5

8.4 Average radon activity concentration ................................................................................................................................. 5

8.5 Standard uncertainty ......................................................................................................................................................................... 5

8.6 Decision threshold and detection limit .............................................................................................................................. 6

8.7 Limits of the confidence interval ............................................................................................................................................. 6

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 6

Annex A (normative) Measurement method using a solid-state nuclear track detector (SSNTD) ......8

Annex B (normative) Measurement method using an electret detector .....................................................................14

Annex C (normative) Measurement method using activated charcoal ..........................................................................22

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................31

© ISO 2020 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

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 third edition cancels and replaces the second edition (ISO 11665-4:2020), of which it constitutes a

minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— update of the Introduction;
— update of the Bibliography.
A list of all the parts in the ISO 11665 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 2020 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
Introduction

Radon isotopes 222, 219 and 220 (also known as thoron) are radioactive gases produced by the

disintegration of radium isotopes 226, 223 and 224, which are decay products of uranium-238,

uranium-235 and thorium-232 respectively, and are all found in the earth's crust (see Annex A for

further information). Solid elements, also radioactive, followed by stable lead are produced by radon

[1]
disintegration .

When disintegrating, radon emits alpha particles and generates solid decay products, which are also

radioactive (polonium, bismuth, lead, etc.). The potential effects on human health of radon lie in its solid

decay products rather than the gas itself. Whether or not they are attached to atmospheric aerosols,

radon decay products can be inhaled and deposited in the bronchopulmonary tree to varying depths

[2][3][4][5]
according to their size .
[6]

Radon is today considered to be the main source of human exposure to natural radiation. UNSCEAR

suggests that, at the worldwide level, radon accounts for around 52 % of global average exposure to

natural radiation. The radiological impact of isotope 222 (48 %) is far more significant than isotope 220

(4 %), while isotope 219 is considered negligible (see Annex A). For this reason, references to radon in

this document refer only to radon-222.

Radon activity concentration can vary from one to more orders of magnitude over time and space.

Exposure to radon and its decay products varies tremendously from one area to another, as it depends

on the amount of radon emitted by the soil and building materials, weather conditions, and on the

degree of containment in the areas where individuals are exposed.

As radon tends to concentrate in enclosed spaces like houses, the main part of the population exposure

is due to indoor radon. Soil gas is recognized as the most important source of residential radon through

infiltration pathways. Other sources are described in other parts of ISO 11665 and ISO 13164 series for

[7]
water .

Radon enters into buildings via diffusion mechanism caused by the all-time existing difference between

radon activity concentrations in the underlying soil and inside the building, and via convection

mechanism inconstantly generated by a difference in pressure between the air in the building and the

air contained in the underlying soil. Indoor radon activity concentration depends on radon activity

concentration in the underlying soil, the building structure, the equipment (chimney, ventilation

systems, among others), the environmental parameters of the building (temperature, pressure, etc.)

and the occupants’ lifestyle.

To limit the risk to individuals, a national reference level of 100 Bq·m is recommended by the World

[5] -3

Health Organization. Wherever this is not possible, this reference level should not exceed 300 Bq·m .

This recommendation was endorsed by the European Community Member States that shall establish

national reference levels for indoor radon activity concentrations. The reference levels for the annual

-3[5]
average activity concentration in air shall not be higher than 300 Bq·m .

To reduce the risk to the overall population, building codes should be implemented that require radon

prevention measures in buildings under construction and radon mitigating measures in existing

buildings. Radon measurements are needed because building codes alone cannot guarantee that radon

concentrations are below the reference level.

The activity concentration of radon-222 in the atmosphere can be measured by spot, continuous and

integrated measurement methods with active or passive air sampling (see ISO 11665-1). This document

deals with radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling.

NOTE The origin of radon-222 and its short-lived decay products in the atmospheric environment and other

measurement methods are described generally in ISO 11665-1.
© ISO 2020 – All rights reserved v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 4:
Integrated measurement method for determining average
activity concentration using passive sampling and delayed
analysis
1 Scope

This document describes radon-222 integrated measurement techniques with passive sampling. It

gives indications for determining the average activity concentration of the radon-222 in the air from

measurements based on easy-to-use and low-cost passive sampling, and the conditions of use for the

sensors.

This document covers samples taken without interruption over periods varying from a few days to

one year.

This measurement method is applicable to air samples with radon activity concentrations greater

than 5 Bq/m .
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 11665-1, Measurement of radioactivity in the environment — Air: radon-222 — Part 1: Origins of radon

and its short-lived decay products and associated measurement methods

ISO 11929 (all parts), Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and

limits of the coverage interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application

ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in

me a s ur ement (GUM: 1995)

ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories

IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring

instruments — Part 1: General principles
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11665-1 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/
© ISO 2020 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
3.2 Symbols

For the purposes of this document, the symbols given in ISO 11665-1 and the following apply.

average activity concentration, in becquerels per cubic metre

decision threshold of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre

detection limit of the average activity concentration, in becquerels per cubic metre

lower limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels

per cubic metre

upper limit of the confidence interval of the average activity concentration, in becquerels

per cubic metre
t sampling duration, in hours
U expanded uncertainty calculated by Uk=⋅u() with k = 2
u() standard uncertainty associated with the measurement result
u relative standard uncertainty
rel
μ quantity to be measured
μ background level
ω correction factor linked to the calibration factor and the sampling duration
4 Principle

Integrated measurement of the average radon activity concentration is based on the following elements:

a) continuous, passive sampling of an air sample representative of the atmosphere under investigation,

by free convection and natural diffusion for a sensor in an open configuration (open to the air) or

by natural diffusion for a sensor in a closed configuration (with an accumulation chamber);

b) simultaneous accumulation of a measurable physical quantity (etched tracks, electrostatic

potential drop, radioactive atoms, etc.) on a suitable sensor;

c) measurement of the accumulated physical quantity with a direct link to the average radon activity

concentration over the sampling period in question.

Several measurement methods meet the requirements of this document. They are basically

distinguished by the type of accumulated physical quantity and how it is measured. The physical

quantity and its related measurement may be as follows, for example:

— “latent tracks” produced in a polymer [solid-state nuclear track detector (SSNTD)] by ionization

from alpha particles of the radon and its decay products; these latent tracks are detected and

counted (see Annex A);

— charges produced in a solid [semi-conductor medium (silicon)] by ionisation from alpha particles of

the radon and its decay products; they are detected by related electronics;

— discharge of an electret (non-rechargeable, positively charged element) by ionisation of the air due

to the radioactive disintegration of radon and its decay products; the voltage variation relating to

this discharge is measured (see Annex B);
2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
222 214

— atoms of Rn adsorbed on charcoal; the gamma emission rates of the decay products Pb and

214
Bi are measured with a gamma spectrometer (see Annex C).

Analysis of the physical quantity might not be immediate and might require laboratory operations.

The result of integrated measurement is the exposure of a sensor to radon over the sampling duration

in question. The average radon activity concentration is calculated by dividing the exposure result by

the sampling duration.
5 Equipment
The apparatus shall include the following:

5.2.1 Sensor, which collects the physical quantity (SSNTD, silicon detector, electret detector, activated

charcoal, etc.), either alone or with an accumulation chamber made from a conductive plastic material

with a known detection volume; in closed configuration, the sensor is placed in a closed accumulation

chamber with a filter and in open configuration, the sensor is in direct relation with the atmosphere (no

accumulation chamber).
5.2.2 Detection system, adapted to the accumulated physical quantity.

The necessary equipment for each measurement method is specified in Annexes A, B and C respectively.

6 Sampling
6.1 Sampling objective

The sampling objective is to place without interruption, an air sample representative of the atmospheric

medium under investigation in contact with the sensor (SSNTD, silicon detector, electret detector,

activated charcoal, etc.).
6.2 Sampling characteristics
Sampling is passive.

In the closed configuration, sampling is performed through a filtering medium, thus only radon alpha

particles are detected by the sensor (see Clause 5). Sampling shall be performed in conditions that

preclude clogging of the filtering medium, which would result in modified measuring conditions.

Clogging during sampling can lead to the non-renewal of air in the accumulation chamber.

Using an open configuration, the sensor simultaneously records the alpha emissions of the radon and

those of its decay products near its surface. It also records any alpha emitter present in the analysed

atmosphere, in the energy range specified by the manufacturer. This configuration shall be used under

conditions that preclude fouling (dust-filled atmosphere, grease deposit, etc.) of the sensor, which would

result in modified measuring conditions.
6.3 Sampling conditions
6.3.1 General
Sampling shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
6.3.2 Installation of the sensor
Installation of the sensor shall be carried out as specified in ISO 11665-1.
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)

In the specific case of indoor measurement, the sensor should be placed in a normally occupied or

occupiable zone on a clear surface between 1 m and 2 m above the ground, i.e. the "breathing zone"

under the following conditions:

a) a clear space of at least 20 cm should be left around the sensor to avoid the influence of thoron

exhalation from the walls;

b) the sensor should be placed away from any heat sources (radiator, chimney, electrical equipment,

television, direct sunlight, etc.) and from areas of traffic, doors and windows, walls and natural

ventilation sources;

c) the installation conditions should not be disturbed during measurement (books falling, engineers

working, curiosity, etc.); recommendations should be made to occupants in order to prevent the

change of sampling conditions;

d) the sensor should also be made secure during measurement, in order to prevent any damage.

6.3.3 Sampling duration

The sampling duration is equal to the time interval between installation and removal of the sensor at

the sampling point.

Time of installation and removal of the sensor shall be recorded (date and hour).

The sampling duration shall be adjusted to suit the phenomenon under investigation, the assumed

radioactivity and the sensor characteristics (see Table 1).

Table 1 — Examples of sampling characteristics of the various measurement methods meeting

the requirements of this document
Annex Sampling duration/
Sensor Sampling place
(normative) Exposure time
Solid-state nuclear track detector
Indoors
(open configuration)
One week to several
months
Solid-state nuclear track detector
(closed configuration)
Outdoors or indoors Few days to several
Electret detector B
months
Activated charcoal C Few days

The sampling duration shall be determined on the basis of the intended use of the measurement results.

For example, indoor concentrations vary not only over a day but also between days of the week because

of variations in occupancy. In this case, it would be reasonable to sample over a whole week in order to

include these variations.

To approach the annual average value of the radon activity concentration in the buildings and not

under-estimate it, it is advisable to perform measurements for at least two months (see ISO 11665-8).

Users should be aware of the saturation characteristics of their sensors and should adapt the sampling

duration to ensure that saturation does not occur.
6.3.4 Volume of air sampled

For passive sampling, direct measurement of the air volume sampled is not necessary. A calibration

factor, in activity per unit volume, shall be used.
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
7 Detection

Depending on the sensor used, detection shall be carried out using solid-state nuclear track detectors

(SSNTD), discharge of a polarized surface inside an ionization chamber, gamma-ray spectrometry or

liquid scintillation, as described in ISO 11665-1.
8 Measurement
8.1 Procedure

The measurement procedure for each measurement method shall be as specified in Annexes A, B and C

respectively.
8.2 Influence quantities

Various quantities can lead to measurement bias that could induce non-representative results.

Depending on the measurement method and the control of usual influence quantities specified

in IEC 61577-1 and ISO 11665-1, the influence quantities of particular importance for each measurement

method described in this document are specified in Annexes A, B and C respectively.

Manufacturer recommendations in the operating instructions for the sensors shall be followed.

8.3 Calibration

The measuring system (sensor and detection system) shall be calibrated annually as specified

in ISO 11665-1. Additional requirements for the devices used for particular methods are specified in

the relevant annexes (see Annexes A, B and C).

The relationship between the physical quantity recorded by the sensor (number of etched tracks,

number of electric charges, pulse count and amplitudes, etc.) and the activity concentration of the

radon in the air shall be established based on the measurement of a radon-222 reference atmosphere.

The radon-222 activity concentration in the reference atmosphere shall be traceable to a primary

radon-222 gas standard.

In addition to calibration, consideration should be given to regular testing to ensure measurements

remain suitable for use. These should include internal blind tests and external proficiency, validation or

interlaboratory comparisons.
Expression of results
8.4 Average radon activity concentration

The average radon activity concentration shall be calculated as given in Formula (1):

C=−μμ ⋅ω (1)
8.5 Standard uncertainty

In accordance with ISO/IEC Guide 98-3, the standard uncertainty of C shall be calculated as given

in Formula (2):
22 2 22
uC()=⋅ωμuu()+ μω+⋅Cu () (2)
 0  rel
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)
8.6 Decision threshold and detection limit

The characteristic limits associated with the measurand shall be calculated in accordance

with ISO 11929 (all parts). Examples of the calculations of uncertainties and characteristic limits are

detailed in Annexes A, B and C for each respective measurement method described.
8.7 Limits of the confidence interval
 

The lower, C , and upper, C , limits of the confidence interval shall be calculated using Formulae (3)

and (4) [see ISO 11929 (all parts)]:
CC=−ku⋅ Cp; =⋅ωγ()12− (3)
CC=+ku⋅ Cq;1=−ωγ⋅ 2 (4)
where
ω=Φ yu y ,
[]() Φ being the distribution function of the standardized normal distribution;
= 1 may be set if Cu≥⋅4 C , in which case:
CC=±ku⋅ C (5)
12−γ
where
= 0,05 with k =19, 6 are often chosen by default.
12−γ
9 Test report

10.1 The test report shall be in accordance with the requirements of ISO/IEC 17025 and shall contain

the following information:
a) reference to this document, i.e. ISO 11665-4:—;
b) measurement method (integrated);
c) identification of the type of sensor;
d) identification of the sample;
e) sampling characteristic (passive);
f) sampling times: start and end time (date and hour);
g) duration of sampling;
h) sampling location;
i) units in which the results are expressed;
j) test result, Cu± C or CU± , with the associated k value.
10.2 Complementary information may be provided, such as the following:
a) purpose of the measurement;
b) probabilities α, β and (1-γ);
6 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11665-4:2020(E)

c) the decision threshold and the detection limit; depending on the customer request, there are

different ways to present the result:

1) when the average radon activity concentration is compared with the decision threshold

[see ISO 11929 (all parts)], the result of the measurement shall be expressed as ≤ C if the result

is below the decision threshold;

2) when the average radon activity concentration is compared with the detection limit, the result

of the measurement shall be expressed as ≤ C if the result is below the detection limit or, if the

detection limit exceeds the guideline value, it shall be documented that the method is not

suitable fo
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 11665-4
ISO/TC 85/SC 2
Mesurage de la radioactivité dans
Secrétariat: AFNOR
l'environnement — Air: radon 222 —
Début de vote:
2020-12-02
Partie 4:
Vote clos le:
Méthode de mesure intégrée pour
2021-02-24
la détermination de l'activité
volumique moyenne du radon avec
un prélèvement passif et une analyse
en différé
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 4: Integrated measurement method for determining average
activity concentration using passive sampling and delayed analysis
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 11665-4:2020(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. ISO 2020
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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes, définitions et symboles .......................................................................................................................................................... 1

3.1 Termes et définitions ......................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 2

4 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Équipement ................................................................................................................................................................................................................ 3

6 Prélèvement .............................................................................................................................................................................................................. 3

6.1 Objectif du prélèvement .................................................................................................................................................................. 3

6.2 Caractéristiques du prélèvement ............................................................................................................................................ 3

6.3 Conditions de prélèvement .......................................................................................................................................................... 4

6.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 4

6.3.2 Installation du capteur ............................................................................................................................................... 4

6.3.3 Durée du prélèvement ................................................................................................................................................ 4

6.3.4 Volume d’air prélevé ..................................................................................................................................................... 5

7 Détection ....................................................................................................................................................................................................................... 5

8 Mesurage....................................................................................................................................................................................................................... 5

8.1 Mode opératoire .................................................................................................................................................................................... 5

8.2 Grandeurs d’influence....................................................................................................................................................................... 5

8.3 Étalonnage .................................................................................................................................................................................................. 5

8.4 Activité volumique moyenne du radon .............................................................................................................................. 6

8.5 Incertitude-type ..................................................................................................................................................................................... 6

8.6 Seuil de décision et limite de détection ............................................................................................................................. 6

8.7 Limites de l’intervalle de confiance ....................................................................................................................................... 6

9 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 6

Annexe A (normative) Méthode de mesure utilisant un détecteur solide de traces

nucléaires (DSTN) ............................................................................................................................................................................................... 8

Annexe B (normative) Méthode de mesure utilisant un détecteur à électret ........................................................14

Annexe C (normative) Méthode de mesure utilisant du charbon actif ..........................................................................22

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................31

© ISO 2020 – Tous droits réservés iii
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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (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 troisième édition annule et remplace la seconde édition (ISO 11665-4:2020), dont elle constitue

une révision mineure. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— l’Introduction a été mise à jour;
— la Bibliographie a été mise à jour.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 11665 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.
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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)
Introduction

Les isotopes 222, 219 et 220 (ce dernier étant également appelé thoron) du radon sont des gaz radioactifs

produits par la désintégration des isotopes 226, 223 et 224 du radium, lesquels sont respectivement des

descendants de l’uranium-238, de l’uranium-235 et du thorium-232, et sont tous présents dans l’écorce

terrestre (voir Annexe A pour de plus amples informations). Des éléments solides, eux aussi radioactifs,

[1]
suivis par du plomb stable, sont produits par la désintégration du radon .

Lorsqu’il se désintègre, le radon émet des particules alpha et génère des descendants solides qui

sont eux aussi radioactifs (polonium, bismuth, plomb, etc.). Les effets potentiels du radon sur la

santé humaine sont liés aux descendants plutôt qu’au gaz lui-même. Qu’ils soient ou non attachés à

des aérosols atmosphériques, les descendants du radon peuvent être inhalés et déposés dans l’arbre

[2][3][4][5]
broncho-pulmonaire à différentes profondeurs, suivant leur taille .

Le radon est aujourd’hui considéré comme la principale source d’exposition de l’homme au rayonnement

[6]

naturel. L’UNSCEAR suggère qu’au niveau mondial, le radon intervient pour environ 52 % de

l’exposition moyenne globale au rayonnement naturel. L’impact radiologique de l’isotope 222 (48 %)

est nettement plus important que celui de l’isotope 220 (4 %); l’isotope 219 est quant à lui considéré

comme négligeable (voir Annexe A). Pour cette raison, les références au radon dans le présent document

désignent exclusivement le radon-222.

L’activité volumique du radon peut varier d’un à plusieurs ordres de grandeur dans le temps et l’espace.

L’exposition au radon et à ses descendants varie considérablement d’un lieu à l’autre. Elle dépend de

la quantité de radon émise par le sol et les matériaux de construction en ces lieux, des conditions

météorologiques et du degré de confinement dans les lieux où sont exposées les personnes.

Comme le radon a tendance à se concentrer dans les espaces clos tels que les maisons, la majeure partie

de l’exposition de la population provient du radon présent dans l’atmosphère intérieure des bâtiments.

Le gaz issu du sol est reconnu comme étant la plus importante source de radon résidentiel via des

voies d’infiltration. D’autres sources sont décrites dans d’autres parties de l’ISO 11665 et dans la série

[7]
ISO 13164 pour l’eau .

Le radon pénètre dans les bâtiments par un mécanisme de diffusion dû à la différence permanente

entre l’activité volumique du radon dans le sol sous-jacent et celle existant à l’intérieur du bâtiment,

et par un mécanisme de convection généré par intermittence par une différence de pression entre l’air

dans le bâtiment et celui contenu dans le sol sous-jacent. L’activité volumique du radon à l’intérieur des

bâtiments dépend de l’activité volumique du radon dans le sol sous-jacent, de la structure du bâtiment,

des équipements (cheminée, systèmes de ventilation mécanique, entre autres), des paramètres

environnementaux du bâtiment (température, pression, etc.), mais également du mode de vie de ses

occupants.

Pour limiter le risque pour les individus, un niveau de référence national de 100 Bq·m est recommandé

[5]

par l’Organisation mondiale de la santé . Lorsque cela n’est pas possible, il convient que ce niveau de

référence ne dépasse pas 300 Bq·m . Cette recommandation a été entérinée par les États membres de

la Communauté européenne qui doivent établir des niveaux de référence nationaux pour les activités

volumiques du radon à l’intérieur des bâtiments. Les niveaux de référence pour l’activité volumique

–3[5]
moyenne annuelle dans l’air ne doivent pas être supérieurs à 300 Bq·m .

Pour réduire le risque pour l’ensemble de la population, il convient de mettre en œuvre des codes du

bâtiment qui exigent des mesures de prévention du radon dans les bâtiments en construction et des

mesures d’atténuation du radon dans les bâtiments existants. Les mesurages du radon sont nécessaires,

car les codes du bâtiment ne peuvent à eux seuls garantir que les concentrations de radon sont

inférieures au niveau de référence.

L’activité volumique du radon-222 dans l’atmosphère peut être mesurée par des méthodes de mesure

ponctuelle, en continu et intégrée avec prélèvement d’air actif ou passif (voir ISO 11665-1). Le présent

document traite des méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélèvement passif.

NOTE L’origine du radon-222 et de ses descendants à vie courte dans l’environnement atmosphérique, ainsi

que d’autres méthodes de mesure, sont décrites de manière générale dans l’ISO 11665-1.

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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 11665-4:2020(F)
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air:
radon 222 —
Partie 4:
Méthode de mesure intégrée pour la détermination
de l'activité volumique moyenne du radon avec un
prélèvement passif et une analyse en différé
1 Domaine d’application

Le présent document décrit les méthodes de mesure intégrée du radon-222 avec prélèvement passif.

Elle fournit des indications pour déterminer l’activité volumique moyenne du radon-222 dans l’air à

partir de mesurages effectués par prélèvement passif, de mise en œuvre facile peu coûteuse, ainsi que

sur les conditions d’utilisation des capteurs.

Le présent document traite des échantillons prélevés sans interruption sur des périodes allant de

quelques semaines à un an.

Cette méthode de mesure s’applique aux échantillons d’air dont l’activité volumique du radon est

supérieure à 5 Bq/m .
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 11665-1, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Air: radon 222 — Partie 1: Origine du

radon et de ses descendants à vie courte, et méthodes de mesure associées

ISO 11929 (toutes les parties), Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de

détection et extrémités de l’intervalle de confiance) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes

fondamentaux et applications

Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure

(GUM: 1995)

ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais

IEC 61577-1, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des

descendants du radon — Partie 1: Règles générales
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 11665-1 s’appliquent.

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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)

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/ .
3.2 Symboles

Pour les besoins du présent document, les symboles décrits dans l’ISO 11665-1 et les suivants

s’appliquent.
activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube
seuil de décision de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube

limite de détection de l’activité volumique moyenne, en becquerels par mètre cube

limite basse de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne, en becquerels par

mètre cube

limite haute de l’intervalle de confiance de l’activité volumique moyenne, en becquerels par

mètre cube
t durée de prélèvement, en heures
U incertitude élargie calculée par Uk=⋅u() avec k = 2
u() incertitude-type associée au résultat de mesure
u incertitude-type relative
rel
µ quantité à mesurer
μ niveau de bruit de fond
ω facteur de correction lié au facteur d’étalonnage et à la durée du prélèvement
4 Principe

Le mesurage intégré de l’activité volumique moyenne du radon est fondé sur les éléments suivants:

a) le prélèvement passif ininterrompu d’un échantillon d’air représentatif de l’atmosphère étudiée,

par convection libre et par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration ouverte

(à l’air libre) ou par diffusion naturelle dans le cas d’un détecteur en configuration fermée (avec

une chambre d’accumulation);

b) l’accumulation simultanée d’une grandeur physique mesurable (traces révélées, chute de potentiel

électrostatique, atomes radioactifs, etc.) sur un capteur approprié;

c) le mesurage de la grandeur physique cumulée ayant un lien direct avec l’activité volumique

moyenne du radon sur la durée de prélèvement concernée.
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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)

Plusieurs méthodes de mesure satisfont aux exigences du présent document. Elles se distinguent

essentiellement par la nature de la grandeur physique cumulée et la manière dont elle est mesurée.

Cette grandeur physique et son mesurage associé peuvent être, par exemple:

— des «traces latentes» produites dans un polymère (détecteur solide de traces nucléaires [DSTN]) par

ionisation par les particules alpha du radon et de ses descendants; ces traces latentes sont détectées

et comptées (voir Annexe A);

— des charges produites dans un solide (milieu semi-conducteur [silicium]) par ionisation par les

particules alpha du radon et de ses descendants; elles sont détectées par des circuits électroniques

correspondants;

— la décharge d’un électret (élément chargé positivement et non rechargeable) par ionisation de l’air due

à la désintégration radioactive du radon et de ses descendants; la chute de potentiel correspondant

à cette décharge est mesurée (voir Annexe B);
222 214

— les atomes de Rn adsorbés sur du charbon; les taux d’émissions gamma des descendants Pb et

214
Bi sont mesurés avec un spectromètre gamma (voir Annexe C).

L’analyse de la grandeur physique peut ne pas être immédiate et nécessiter des opérations effectuées en

laboratoire.

Le résultat de la mesure intégrée est l’exposition d’un capteur au radon pendant la durée de prélèvement

considérée. L’activité volumique moyenne du radon est calculée en divisant le résultat de l’exposition

par la durée du prélèvement.
5 Équipement
L’appareillage doit inclure les éléments suivants:

5.2.1 Capteur, qui collecte la grandeur physique (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à électret,

charbon actif, etc.), associé ou non avec une chambre d’accumulation en matériau plastique conducteur

et de volume de détection connu; dans une configuration fermée, le capteur est placé dans une chambre

d’accumulation fermée avec un filtre et dans une configuration ouverte, le capteur est en contact direct

avec l’atmosphère (pas de chambre d’accumulation);
5.2.2 Système de détection, adapté pour la grandeur physique accumulée.

L’équipement nécessaire pour chaque méthode de mesure est décrit dans les Annexes A, B et C,

respectivement.
6 Prélèvement
6.1 Objectif du prélèvement

L’objectif du prélèvement est de mettre en contact sans interruption, un échantillon d'air représentatif

du milieu atmosphérique étudié avec le capteur (DSTN, détecteur au silicium, détecteur à électret,

charbon actif, etc.).
6.2 Caractéristiques du prélèvement
Le prélèvement est passif.

Dans le cas d’une configuration fermée, le prélèvement est effectué à travers un milieu filtrant, ainsi

seules les particules alpha du radon sont détectées par le capteur (voir Article 5). Le prélèvement doit

être effectué dans des conditions n’induisant pas de colmatage du milieu filtrant, ce qui conduirait à

une modification des conditions de mesure. En cas de colmatage pendant le prélèvement, l’air dans la

chambre d’accumulation risque de ne pas pouvoir se renouveler.
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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)

Dans le cas d’une configuration ouverte, le capteur enregistre simultanément les émissions alpha

du radon et de ses descendants à proximité de sa surface. Il enregistre également tout émetteur

alpha présent dans l’atmosphère analysée dans la gamme d’énergie spécifiée par le fabricant. Cette

configuration doit être utilisée dans des conditions n’induisant pas d’encrassement (atmosphère

chargée de poussières, dépôts de graisse, etc.) du capteur qui conduirait à une modification des

conditions de mesure.
6.3 Conditions de prélèvement
6.3.1 Généralités
Le prélèvement doit être effectué comme spécifié dans l’ISO 11665-1.
6.3.2 Installation du capteur
L’installation du capteur doit être effectuée comme spécifié dans l’ISO 11665-1.

Dans le cas spécifique du mesurage à l’intérieur d’un bâtiment, il convient de placer le capteur dans

une zone normalement occupée, ou pouvant être occupée, sur une surface dégagée entre 1 m et 2 m au-

dessus du sol, c’est-à-dire la «zone respiratoire» et dans les conditions suivantes:

a) il convient de laisser un espace dégagé dans un rayon minimal de 20 cm autour du capteur pour

éviter l’influence de l’exhalation de thoron des murs;

b) il convient d’éloigner le capteur des sources de chaleur (radiateur, cheminée, équipement électrique,

télévision, rayonnement solaire direct, etc.) ou des zones de passage, des portes et fenêtres, des

murs et des sources de ventilation naturelles;

c) il convient que les conditions d’installation ne soient pas perturbées pendant le mesurage (chute

de livres, travaux, curiosité, etc.); il convient de donner des recommandations aux occupants afin

d’éviter toute modification des conditions de prélèvement;

d) il convient de protéger le capteur pendant le mesurage afin d’éviter tout dommage.

6.3.3 Durée du prélèvement

La durée du prélèvement est égale à l’intervalle de temps entre la pose et la dépose du capteur au point

de prélèvement.

Les moments de pose et de dépose du capteur doivent être consignés (date et heure).

La durée du prélèvement doit être ajustée en fonction du phénomène étudié, de la radioactivité

présumée et des caractéristiques du capteur (voir Tableau 1).

Tableau 1 — Exemples de caractéristiques de prélèvement des différentes méthodes de mesure

qui satisfont aux exigences du présent document
Durée du prélève-
Annexe (norma- Point de prélève-
Capteur ment/durée d’exposi-
tive) ment
tion
Détecteur solide de traces nucléaires (confi-
Intérieur
guration ouverte)
Une semaine à plu-
sieurs mois
Détecteur solide de traces nucléaires (confi-
guration fermée)
Extérieur ou inté-
Quelques jours à plu-
Détecteur à électret B rieur
sieurs mois
Charbon actif C Quelques jours
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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)

La durée du prélèvement doit être déterminée sur la base de l’utilisation prévue des résultats de

mesures.

À titre d’exemple, les concentrations à l’intérieur d’un bâtiment varient non seulement au cours d’une

journée, mais également d’un jour à l’autre en raison des variations du mode d’occupation. Dans ce cas,

il est recommandé d’effectuer le prélèvement sur une semaine complète afin d’inclure ces variations.

Afin d’approcher la valeur moyenne annuelle de l’activité volumique du radon dans les bâtiments

et ne pas la sous-évaluer, il est recommandé d’effectuer les mesurages pendant au moins deux mois

(voir ISO 11665-8).

Il convient que les utilisateurs connaissent les caractéristiques de leurs capteurs et il convient qu’ils

adaptent la durée du prélèvement de manière à éviter tout risque de saturation.
6.3.4 Volume d’air prélevé

Le mesurage direct du volume d’air prélevé n’est pas nécessaire pour le prélèvement passif, car un

facteur d’étalonnage, en activité par unité de volume, doit être utilisé.
7 Détection

Suivant le capteur utilisé, la détection doit être effectuée en utilisant des détecteurs solides de traces

nucléaires (DSTN), la décharge de la surface polarisée à l’intérieur d’une chambre d’ionisation, la

spectrométrie gamma et la scintillation liquide conformément à l’ISO 11665-1.
8 Mesurage
8.1 Mode opératoire

Le mode opératoire de mesurage pour chaque méthode de mesure doit être comme spécifié dans les

Annexes A, B et C, respectivement.
8.2 Grandeurs d’influence

Différentes grandeurs peuvent influencer le mesurage au point de donner lieu à des résultats non

représentatifs. Suivant la méthode de mesure et la maîtrise des grandeurs d’influence habituelles citées

dans l’IEC 61577-1 et l’ISO 11665-1, les grandeurs d’influence qui sont particulièrement importantes

pour chaque méthode de mesure décrite dans le présent document sont décrites dans les Annexes A, B

et C, respectivement.

Les recommandations données par le fabricant dans les notices d’utilisation des capteurs doivent être

respectées.
8.3 Étalonnage

Le système de mesure (capteur et système de détection) doit être étalonné une fois par an tel que

spécifié dans l’ISO 11665-1. Les exigences supplémentaires applicables aux dispositifs utilisés pour

chacune des méthodes sont spécifiées dans les annexes concernées (voir Annexes A, B et C).

La relation entre la grandeur physique enregistrée par le capteur (nombre de traces révélées, nombre

de charges électriques, comptage des impulsions et amplitudes, etc.) et l’activité volumique du radon

dans l’air doit être établie en utilisant une atmosphère de référence contenant du radon-222. L’activité

volumique du radon-222 dans l’atmosphère de référence doit être traçable par rapport à un étalon de

gaz radon-222 primaire.

En plus de l’étalonnage, il convient d’envisager des essais réguliers pour s’assurer que les mesurages

restent utilisables. Il convient de prévoir des essais en aveugle internes et des comparaisons externes

de compétence, de validation ou interlaboratoires.
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ISO/FDIS 11665-4:2020(F)
8.4 Activité volumiq
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