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

This document outlines guidance for measuring radon-222 activity concentration and the potential alpha energy concentration of its short-lived decay products in the air. The measurement methods fall into three categories: a) spot measurement methods; b) continuous measurement methods; c) integrated measurement methods. This document provides several methods commonly used for measuring radon-222 and its short-lived decay products in air. This document also provides guidance on the determination of the inherent uncertainty linked to the measurement methods described in its different parts.

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

Le présent document présente les recommandations pour le mesurage de l'activité volumique du radon 222 et de l'énergie alpha potentielle volumique de ses descendants ŕ vie courte dans l'air. Les méthodes de mesure se divisent en trois catégories: a) méthodes de mesure ponctuelle; b) méthodes de mesure en continu; c) méthodes de mesure intégrée. Le présent document fournit plusieurs méthodes couramment utilisées pour le mesurage du radon 222 et de ses descendants ŕ vie courte dans l'air. Le présent document fournit également des recommandations relatives ŕ la détermination de l'incertitude relative aux méthodes de mesure décrites dans ses diverses parties.

General Information

Status
Published
Publication Date
17-Sep-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
06-Aug-2019
Completion Date
18-Sep-2019
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ISO 11665-1:2019 - Measurement of radioactivity in the environment -- Air: radon-222
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ISO 11665-1:2019 - Mesurage de la radioactivité dans l'environnement -- Air: radon 222
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11665-1
Second edition
2019-09
Measurement of radioactivity in the
environment — Air: radon-222 —
Part 1:
Origins of radon and its short-lived
decay products and associated
measurement methods
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
Reference number
ISO 11665-1:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11665-1:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11665-1:2019(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 ......................................................................................................................................................................................................... 8

4 Principle .....................................................................................................................................................................................................................10

5 Equipment ................................................................................................................................................................................................................10

6 Sampling .....................................................................................................................................................................................................................10

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................10

6.2 Sampling objective ............................................................................................................................................................................11

6.3 Sampling characteristics ......... .....................................................................................................................................................11

6.4 Sampling conditions ........................................................................................................................................................................11

6.4.1 Installation of sampling device .........................................................................................................................11

6.4.2 Sampling duration .......................................................................................................................................................12

6.4.3 Volume of air sampled .................. ......................................................................................................................... ...13

7 Detection ....................................................................................................................................................................................................................13

7.1 Silver-activated zinc sulphide ZnS(Ag) scintillation ............................................................................................13

7.2 Gamma-ray spectrometry...........................................................................................................................................................13

7.3 Liquid scintillation ............................................................................................................................................................................13

7.4 Air ionization .........................................................................................................................................................................................14

7.5 Semi-conductor (alpha detection) ......................................................................................................................................14

7.6 Solid-state nuclear track detectors (SSNTD) .............................................................................................................14

7.7 Discharge of polarised surface inside an ionization chamber ....................................................................14

8 Measurement ........................................................................................................................................................................................................14

8.1 Methods ......................................................................................................................................................................................................14

8.2 Influence quantities .........................................................................................................................................................................15

8.3 Calibration ...............................................................................................................................................................................................16

8.4 Quality control ......................................................................................................................................................................................16

9 Expression of results .....................................................................................................................................................................................16

10 Test report ................................................................................................................................................................................................................16

Annex A (informative) Radon and its decay products — General information .....................................................18

Annex B (informative) Example of results of spot, integrated and continuous

measurements of radon-222 activity concentration ...................................................................................................28

Annex C (informative) Example of a test report .....................................................................................................................................30

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

© ISO 2019 – All rights reserved iii
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ISO 11665-1:2019(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 second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11665-1:2012), of which it constitutes a

minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— update of the Introduction;

— in A.2.4, details added for change in radon activities concentration in time and space in buildings;

— 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 2019 – All rights reserved
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ISO 11665-1:2019(E)
Introduction

Radon isotopes 222, 219 and 220 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,

[1]
also radioactive, followed by stable lead are produced by radon 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

[59]
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.
ISO 11665 consists of several parts (see Figure 1) dealing with:

— measurement methods for radon-222 and its short-lived decay products (see ISO 11665-2,

ISO 11665-3, ISO 11665-4, ISO 11665-5 and ISO 11665-6);

NOTE 1 There are many methods for measuring the radon-222 activity concentration and the potential

alpha energy concentration of its short-lived decay products. The choice of measurement method depends

on the expected level of concentration and on the intended use of the data, such as scientific research and

[8][9]
health-related assessments .

— measurement methods for the radon-222 exhalation rate (see ISO 11665-7 and ISO 11665-9);

© ISO 2019 – All rights reserved v
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ISO 11665-1:2019(E)
NOTE 2 ISO 11665-7 refers back to ISO 11665-5 and ISO 11665-6.
— measurement methods for the radon-222 in the soil (see ISO 11665-11);
— methodologies for radon-222 measurements in buildings (see ISO 11665-8);

— measurement methods for the radon-222 diffusion coefficient (see ISO/TS 11665-12 and

ISO/TS 11665-13)

NOTE 3 ISO 11665-8 refers back to ISO 11665-4 for radon measurements for initial investigation

purposes in a building and to ISO 11665-5, ISO 11665-6 and ISO 11665-7 for measurements for any additional

investigation.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11665-1:2019(E)
Figure 1 — Structure of the ISO 11665 series
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11665-1:2019(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 1:
Origins of radon and its short-lived decay products and
associated measurement methods
1 Scope

This document outlines guidance for measuring radon-222 activity concentration and the potential

alpha energy concentration of its short-lived decay products in the air.
The measurement methods fall into three categories:
a) spot measurement methods;
b) continuous measurement methods;
c) integrated measurement methods.

This document provides several methods commonly used for measuring radon-222 and its short-lived

decay products in air.

This document also provides guidance on the determination of the inherent uncertainty linked to the

measurement methods described in its different parts.
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/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

IEC 61577-2, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring

222 220
instruments — Part 2: Specific requirements for  Rn and Rn measuring instruments

IEC 61577-3, Radiation protection instrumentation — Radon and radon decay product measuring

instruments — Part 3: Specific requirements for radon decay product measuring instruments

3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at http: //www .iso .org/obp
© ISO 2019 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 11665-1:2019(E)
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1.1
active sampling
sampling using active devices like pumps for sampling the atmosphere
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.22]
3.1.2
activity
disintegration rate

number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material during a

suitably small interval of time divided by that interval of time

Note 1 to entry: Activity, A, is expressed by the relationship given in Formula (1):

A= λ⋅N
where
λ is the decay constant per second;
N is the number of atoms.

Note 2 to entry: The decay constant is linked to the radioactive half-life by the relationship:

ln 2
λ =
1/2
where
T is the radioactive half-life, in seconds.
1/2
3.1.3
activity concentration
activity per unit volume
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.1.2]
3.1.4
attached fraction

fraction of the potential alpha energy concentration of short-lived decay products that is attached to the

ambient aerosol
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.15, modified]

Note 1 to entry: The sizes of the carrier aerosol to which most of the short-lived decay products are attached are

generally in the 0,1 μm to 0,3 μm range of median values.
3.1.5
average activity concentration
exposure to activity concentration divided by the sampling duration
3.1.6
average potential alpha energy concentration

exposure to potential alpha energy concentration divided by the sampling duration

2 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11665-1:2019(E)
3.1.7
background noise
signals caused by something other than the radiation to be detected

Note 1 to entry: A distinction can be made between signals caused by radiation from sources inside or outside the

detector other than those targeted for the measurements and signals caused by defects in the detection system

electronic circuits and their electrical power supply.
3.1.8
continuous measurement

measurement obtained by taking a sample continuously (or at integration intervals typically in range of

1 min to 120 min) with simultaneous or slightly delayed analysis

Note 1 to entry: The sampling duration shall be adapted to the dynamics of the phenomenon studied to monitor

the evolution of radon activity concentration over time.
Note 2 to entry: See Annex B for further information.
3.1.9
diffusion length
distance crossed by an atom due to diffusion forces before decaying

Note 1 to entry: Diffusion length, l, is expressed by the relationship given in Formula (3):

D 
 
 
where
D is the diffusion coefficient, in square metres per second;
λ is the decay constant per second.
3.1.10
equilibrium factor

ratio of the potential alpha energy concentration of short-lived radon decay products in a given volume

of air to the potential alpha energy concentration of these decay products if these are in radioactive

equilibrium with radon in the same volume of air
222

Note 1 to entry: The short-lived Rn decay products present in an atmosphere are very rarely in radioactive

equilibrium with their parent (through being trapped on the walls or eliminated by an air renewal system, for

example) and the equilibrium factor is used to qualify this state of "non-equilibrium".

Note 2 to entry: The equilibrium factor is between 0 and 1. The equilibrium factor in buildings typically varies

[4][6]
between 0,1 and 0,9, with an average value equal to 0,4 .
Note 3 to entry: The equilibrium factor, F , is expressed by Formula (4):
PAEC,222
F =
5,57⋅×10 C
222
where
222
is the potential alpha energy concentration of Rn, in joules per cubic metre;
PAEC,222
222 222

is the potential alpha energy concentration of the short-lived Rn decay products for 1 Bq of Rn

5,57×10 in equilibrium with its short-lived decay products, in joules per becquerel;

222
is the activity concentration of Rn, in becquerels per cubic metre.
222
© ISO 2019 – All rights reserved 3
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ISO 11665-1:2019(E)
3.1.11
grab sampling

collection of a sample (i.e of air containing radon or aerosol particles) during a period considered short

compared with the fluctuations of the quantity under study (i.e volume activity of air)

[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.18]
3.1.12
guideline value

value which corresponds to scientific, legal or other requirements with regard to the detection

capability and which is intended to be assessed by the measurement procedure by comparison with the

detection limit

Note 1 to entry: The guideline value can be given, for example, as an activity, a specific activity or an activity

concentration, a surface activity or a dose rate.

Note 2 to entry: The comparison of the detection limit with a guideline value allows a decision on whether or not

the measurement procedure satisfies the requirements set forth by the guideline value and is therefore suitable

for the intended measurement purpose. The measurement procedure satisfies the requirement if the detection

limit is smaller than the guideline value.

Note 3 to entry: The guideline value shall not be confused with other values stipulated as conformity requests or

as regulatory limits.
[SOURCE: ISO 11929-2:2019, 3.18]
3.1.13
integrated measurement

measurement performed by continuous sampling of a volume of air which, over time, is accumulating

physical quantities (number of nuclear tracks, number of electric charges, etc.) linked to the disintegration

of radon and/or its decay products, followed by analysis at the end of the accumulation period

Note 1 to entry: See Annex B for further information.
3.1.14
long-term measurement

measurement based on an air sample collected within a period greater than one month

3.1.15
measurand
quantity intended to be measured
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3]
3.1.16
measuring system

set of one or more measuring instruments and often other devices, including any reagent and supply,

assembled and adapted to give information used to generate measured quantity values within specified

intervals for quantities of specified kinds
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 3.2]
3.1.17
passive sampling

sampling using no active devices such as pumps for sampling the atmosphere, whereby in most

instruments sampling is performed mainly by diffusion
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.21 modified]
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11665-1:2019(E)
3.1.18
potential alpha energy of short-lived radon decay products

total alpha energy emitted during the decay of atoms of short-lived radon decay products along the

210 222
decay chain through to Pb for the decay chains of the Rn
222

Note 1 to entry: The potential alpha energy of short-lived Rn decay products, E , is expressed by

PAE,222
Formula (5):
 
EE+ ⋅ N
() ()
AE,218 AE,214 218
Po Po Po
 
E =
PAE,222
 
+EN⋅ +++NE ⋅ N
 
() ()
AE,214 214 214 AE,214 214
Po Pb Bi Po Po
 
where
218
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
AE,218
214
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
AE,214
218
is the number of atoms of Po;
218
214
is the number of atoms of Pb;
214
214
is the number of atoms of Bi;
214
214
is the number of atoms of Po.
214

Note 2 to entry: The total alpha energy emitted during the decay of atoms of short-lived radon decay products

208 220

along the decay chain through to Pb for the decay chains of the Rn is expressed by Formula (6):

 
EE+0,36+⋅⋅0,64 EN⋅
() ()
AE,216 AE,212 AE,212 216
Po Bi Po Poo
 
E =
PAE,220
 
+0,36+⋅⋅EE0,64 ⋅ NN++E ⋅ N
 () () ()
AE,212 AE,212 212 212 AE,2112 212
Bi Po Pb Bi Po Po
 
where
220
is the potential alpha energy of Rn, in joules;
PAE,220
216
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
AE,216
212
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Bi, in joules;
AE,212
212
is the alpha particle energy produced by the disintegration of Po, in joules;
AE,212
212
is the number of atoms of Pb;
212
212
is the number of atoms of Bi;
212
212
is the number of atoms of Po.
212
3.1.19
potential alpha energy concentration of short-lived radon decay products

concentration of any mixture of short-lived radon decay products in air in terms of the alpha energy

210 208
released during complete decay through Pb and/or Pb respectively
© ISO 2019 – All rights reserved 5
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ISO 11665-1:2019(E)
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.2, modified]

Note 1 to entry: The potential alpha energy concentration of the nuclide i, E , is expressed by Formula (7):

PAEC,i
PAE,i
E =
PAEC,i
where
is the potential alpha energy of the nuclide i, in joules;
PAE,i
V is the sampled volume, in cubic metres.
3.1.20
potential alpha energy concentration exposure

integral with respect to time of potential alpha energy concentration accumulated during the

exposure time

Note 1 to entry: Exposure to potential alpha energy concentration, X , is expressed by Formula (8):

PAEC
XE=d⋅ t
PAEC PAEC
where
is the potential alpha energy concentration, in joules per cubic metre;
PAEC
t is the sampling duration, in seconds.
3.1.21
primary standard

standard designed with, or widely acknowledged as having, the highest metrological qualities and

whose value is accepted without reference to other standards of the same quantity

Note 1 to entry: The concept of a primary standard is equally valid for base quantities and derived quantities.

[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.1.3]
3.1.22
radioactive equilibrium of radon-222 with its short-lived decay products

state of radon and its short-lived decay products whereby the activity of each radionuclide is equal

Note 1 to entry: In radioactive equilibrium, the activity of each short-lived decay product decreases over time

like the radon activity.
3.1.23
radon emanation

mechanism whereby a radon atom leaves the individual particle of solid material in which it has been

formed and reaches the free space of pores
3.1.24
radon exhalation

mechanism whereby a radon atom produced by emanation and transported (by diffusion or convection)

towards the material surface is released from the material into the surrounding medium (air)

3.1.25
radon exhalation rate

value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit time

Note 1 to entry: The radon exhalation rate under conditions whereby the radon activity concentration at the

surface of the material equals zero is called free radon exhalation rate.
6 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11665-1:2019(E)

Note 2 to entry: The free radon exhalation rate is approximated from the radon exhalation rate if the radon

activity at the surface of the material has a sufficiently low value.
3.1.26
radon surface exhalation rate

value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit surface of the material

per unit time
3.1.27
radon mass exhalation rate

value of the activity concentration of radon atoms that leave a material per unit mass of the material

per unit time
3.1.28
radon exposure
integral with respect to time of radon activity concentration accumul
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11665-1
Deuxième édition
2019-09
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
Measurement of radioactivity in the environment — Air:
radon-222 —
Part 1: Origins of radon and its short-lived decay products and
associated measurement methods
Numéro de référence
ISO 11665-1:2019(F)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11665-1:2019(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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ISO 11665-1:2019(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 ...................................................................................................................................................................................................... 9

4 Principe .......................................................................................................................................................................................................................10

5 Équipement .............................................................................................................................................................................................................10

6 Prélèvement ...........................................................................................................................................................................................................10

6.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................10

6.2 Objectif du prélèvement ...............................................................................................................................................................11

6.3 Caractéristiques du prélèvement .........................................................................................................................................11

6.4 Conditions de prélèvement .......................................................................................................................................................11

6.4.1 Installation du dispositif de prélèvement ...............................................................................................11

6.4.2 Durée de prélèvement ..............................................................................................................................................12

6.4.3 Volume d’air prélevé ..................................................................................................................................................13

7 Détection ....................................................................................................................................................................................................................13

7.1 Scintillation du sulfure de zinc activé à l’argent ZnS(Ag) ................................................................................13

7.2 Spectrométrie gamma ...................................................................................................................................................................13

7.3 Scintillation liquide ..........................................................................................................................................................................13

7.4 Ionisation de l’air ...............................................................................................................................................................................14

7.5 Semi-conducteur (détection alpha) ...................................................................................................................................14

7.6 Détecteurs solides de traces nucléaires (DSTN) .....................................................................................................14

7.7 Décharge d’une surface polarisée à l’intérieur d’une chambre d’ionisation ..................................14

8 Mesurage....................................................................................................................................................................................................................14

8.1 Méthodes ...................................................................................................................................................................................................14

8.2 Grandeurs d’influence....................................................................................................................................................................15

8.3 Étalonnage ...............................................................................................................................................................................................16

8.4 Contrôle qualité ...................................................................................................................................................................................16

9 Expression des résultats............................................................................................................................................................................16

10 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................16

Annexe A (informative) Radon et ses descendants — Informations générales ....................................................18

Annexe B (informative) Exemple de résultats de mesure ponctuelle, intégrée et en continu

de l’activité volumique du radon 222 ..........................................................................................................................................28

Annexe C (informative) Exemple de rapport d’essai .........................................................................................................................30

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

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ISO 11665-1:2019(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 deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11665-1:2012), dont elle constitue

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

— l’Introduction a été mise à jour;

— en A.2.4, des détails ont été ajoutés pour tenir compte de la variation des activités volumiques du

radon ans le temps et dans l’espace dans les bâtiments;
— 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 11665-1:2019(F)
Introduction

Les isotopes 222, 219 et 220 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 plus

d’informations). Des éléments solides, eux aussi radioactifs, suivis par du plomb stable, sont produits

[1]
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 (par exemple 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 des 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 considéré comme la source la plus importante 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

[59]
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’ISO 11665 comprend plusieurs parties (voir Figure 1) qui traitent des aspects suivants:

— méthodes de mesure du radon 222 et de ses descendants à vie courte (voir ISO 11665-2, ISO 11665-3,

ISO 11665-4, ISO 11665-5 et ISO 11665-6);
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ISO 11665-1:2019(F)

NOTE 1 Il existe de nombreuses méthodes de mesure de l’activité volumique et de l’énergie alpha

potentielle volumique des descendants à vie courte du radon 222. Le choix de la méthode de mesure dépend

du niveau attendu de concentration et de l’utilisation prévue des données, telles que recherche scientifique

[8][9]
et évaluations liées à la santé .

— méthodes de mesure du flux d’exhalation du radon 222 (voir ISO 11665‑7 et ISO 11665‑9);

NOTE 2 L’ISO 11665-7 se réfère à l’ISO 11665-5 et à l’ISO 11665-6.
— méthodes de mesure du radon 222 dans le sol (voir ISO 11665-11);
— méthodologies de mesure du radon 222 dans les bâtiments (voir ISO 11665-8);

— méthodes de mesure du coefficient de diffusion du radon 222 (voir ISO/TS 11665‑12 et

ISO/TS 11665-13).

NOTE 3 L’ISO 11665-8 se réfère à l’ISO 11665-4 pour les mesurages du radon appliqués aux investigations

initiales dans les bâtiments et à l’ISO 11665-5, à l’ISO 11665-6 et à l’ISO 11665-7 pour les mesurages appliqués

aux investigations complémentaires.
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Figure 1 — Structure de la série ISO 11665
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NORME INTERNATIONALE ISO 11665-1:2019(F)
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
1 Domaine d’application

Le présent document présente les recommandations pour le mesurage de l’activité volumique du

radon 222 et de l’énergie alpha potentielle volumique de ses descendants à vie courte dans l’air.

Les méthodes de mesure se divisent en trois catégories:
a) méthodes de mesure ponctuelle;
b) méthodes de mesure en continu;
c) méthodes de mesure intégrée.

Le présent document fournit plusieurs méthodes couramment utilisées pour le mesurage du radon 222

et de ses descendants à vie courte dans l’air.

Le présent document fournit également des recommandations relatives à la détermination de

l’incertitude relative aux méthodes de mesure décrites dans ses diverses parties.

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/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

IEC 61577-2, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des descendants

222 220

du radon — Partie 2: Exigences spécifiques pour les instruments de mesure du Rn et du Rn

IEC 61577-3, Instrumentation pour la radioprotection — Instruments de mesure du radon et des

descendants du radon — Partie 3: Exigences spécifiques concernant les instruments de mesure des

descendants du radon
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

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ISO 11665-1:2019(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 http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1.1
prélèvement actif

se dit d’instruments utilisant des dispositifs actifs comme des pompes pour les prélèvements dans

l’atmosphère
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.22]
3.1.2
activité
taux de désintégration

nombre de désintégrations nucléaires spontanées ayant lieu dans une quantité donnée de matière

pendant un intervalle de temps raisonnablement court, divisé par cet intervalle de temps

Note 1 à l'article: L’activité, A, est exprimée par la relation donnée dans la Formule (1):

AN=⋅λ
λ est la constante de désintégration par seconde;
N est le nombre d’atomes.

Note 2 à l'article: La constante de désintégration est liée à la période radioactive par la relation:

ln 2
λ =
1/2
T est la période radioactive, en secondes.
1/2
3.1.3
activité volumique
activité par unité de volume
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.1.2]
3.1.4
fraction attachée

fraction de l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte attachés à l’aérosol ambiant

[SOURCE: IEC 61577‑1:2006, 3.2.15, modifiée]

Note 1 à l'article: La taille de l’aérosol porteur, auquel sont attachés la majorité des descendants à vie courte, est

généralement comprise entre 0,1 μm et 0,3 μm.
3.1.5
activité volumique moyenne
exposition à l’activité volumique divisée par la durée de prélèvement
3.1.6
énergie alpha potentielle volumique moyenne

exposition à l’énergie alpha potentielle volumique divisée par la durée de prélèvement

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ISO 11665-1:2019(F)
3.1.7
bruit de fond
signaux provoqués par des phénomènes autres que le rayonnement à détecter

Note 1 à l'article: Il est possible de faire la distinction entre les signaux provoqués par le rayonnement provenant

de sources à l’intérieur ou à l’extérieur du détecteur autres que ceux visés par les mesurages et les signaux

provoqués par des défauts dans les circuits électroniques du système de détection et leur alimentation électrique.

3.1.8
mesurage en continu

mesurage obtenu par un prélèvement continu d’un échantillon (ou par pas d’intégration généralement

de 1 min à 120 min) et une analyse simultanée ou en léger différé

Note 1 à l'article: Afin de suivre l’évolution temporelle de l’activité volumique du radon, la durée de prélèvement

doit être adaptée à la dynamique du phénomène étudié.
Note 2 à l'article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.9
longueur de diffusion

distance parcourue par un atome sous l’effet des forces de diffusion, avant sa désintégration

Note 1 à l'article: La longueur de diffusion, l, est exprimée par la relation donnée dans la Formule (3):

 
l =
 
 λ 
D est le coefficient de diffusion, en mètres carrés par seconde;
λ est la constante de désintégration par seconde.
3.1.10
facteur d’équilibre

rapport entre l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du radon dans un

volume d’air donné et l’énergie alpha potentielle volumique de ces descendants s’ils étaient à l’équilibre

radioactif avec le radon dans le même volume d’air
222

Note 1 à l'article: Les descendants à vie courte du Rn présents dans une atmosphère sont très rarement à

l’équilibre radioactif avec leur père (par exemple par suite de leur piégeage sur les parois ou leur élimination par

un système de renouvellement de l’air) et le facteur d’équilibre est utilisé pour qualifier cet état de «déséquilibre».

Note 2 à l'article: Le facteur d’équilibre est compris entre 0 et 1. Dans les bâtiments, le facteur d’équilibre varie

[4][6]
généralement entre 0,1 et 0,9, avec une valeur moyenne égale à 0,4 .
Note 3 à l'article: Le facteur d’équilibre, F , est exprimé par la Formule (4):
PAEC,222
F =
5,57⋅×10 C
222
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ISO 11665-1:2019(F)
222
est l’énergie alpha potentielle volumique du Rn, en joules par mètre cube;
PAEC,222
222

est l’énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du Rn pour

5,57×10
222

1 Bq de Rn en équilibre avec ses descendants à vie courte, en joules par becquerel;

222
est l’activité volumique du Rn, en becquerels par mètre cube.
222
3.1.11
prélèvement ponctuel

prélèvement d’un échantillon (par exemple de l’air contenant du radon ou des particules d’aérosols) sur

une période de temps considérée comme courte comparée aux fluctuations de la grandeur étudiées

(par exemple l’activité volumique de l’air)
[SOURCE: IEC 61577-1:2006, 3.2.18]
3.1.12
valeur de référence

valeur qui correspond aux exigences scientifiques, juridiques ou autres en matière de capacité de

détection et qui est censée être évaluée par le mode opératoire de mesure par comparaison avec la

limite de détection

Note 1 à l'article: La valeur de référence peut être donnée, par exemple sous la forme d’une activité, d’une activité

spécifique ou d’une activité volumique, d’une activité surfacique ou d’un débit de dose.

Note 2 à l'article: La comparaison de la limite de détection avec une valeur de référence permet de déterminer

si le mode opératoire de mesure satisfait ou non aux exigences énoncées par la valeur de référence et permet de

garantir qu’elle est adaptée à l’objectif du mesurage prévu. Le mode opératoire de mesure satisfait à l’exigence si

la limite de détection est inférieure à la valeur de référence.

Note 3 à l'article: La valeur de référence ne doit pas être confondue avec d’autres valeurs stipulées comme

demandes de conformité ou comme limites réglementaires.
[SOURCE: ISO 11929-2:2019, 3.18]
3.1.13
mesurage intégré

mesurage effectué par prélèvement continu d’un volume d’air, une accumulation au cours du temps

de grandeurs physiques (nombre de traces nucléaires, nombre de charges électriques, etc.) liées à la

désintégration du radon et/ou de ses descendants, puis une analyse à l’issue de la période d’accumulation

Note 1 à l'article: Voir Annexe B pour plus d’informations.
3.1.14
mesurage de longue durée

mesurage fondé sur un échantillon d’air prélevé sur une période supérieure à un mois

3.1.15
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 2.3]
3.1.16
système de mesure

ensemble d’un ou plusieurs instruments de mesure et souvent d’autres dispositifs, comprenant si

nécessaire réactifs et alimentations, assemblés et adaptés pour fournir des informations destinées à

obtenir des valeurs mesurées dans des intervalles spécifiés pour des grandeurs de natures spécifiées

[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 3.2]
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ISO 11665-1:2019(F)
3.1.17
prélèvement passif

prélèvement n’utilisant pas de dispositifs actifs comme des pompes pour prélever dans l’atmosphère,

dans la plupart des instruments, le prélèvement s’effectue essentiellement par diffusion

[SOURCE: IEC 61577‑1:2006, 3.2.21 modifiée]
3.1.18
énergie alpha potentielle des descendants à vie courte du radon

énergie alpha totale émise pendant la désintégration des atomes des descendants du radon le long de la

210 222
chaîne jusqu’au Pb pour la chaîne de désintégration du Rn
222

Note 1 à l'article: L’énergie alpha potentielle des descendants à vie courte du Rn, E , est exprimée par

PAE,222
la Formule (5):
 
EE+ ⋅ N
() ()
AE,218 AE,214 218
Po Po Po
 
E =
PAE,222
 
+EN⋅ +++NE ⋅ N
() ()
AE,214 214 214 AE,214 214
 
Po Pb Bi Po Po
 
218

est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;

AE,218
214

est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;

AE,214
218
est le nombre d’atomes de Po;
218
214
est le nombre d’atomes de Pb;
214
214
est le nombre d’atomes de Bi;
214
214
est le nombre d’atomes de Po.
214

Note 2 à l'article: L’énergie alpha potentielle totale émise pendant la désintégration des atomes des descendants

208 220

à vie courte du radon le long de la chaîne jusqu’au Pb pour la chaîne de désintégration du Rn est exprimée

par la Formule (6):
 
EE+0,36+⋅⋅0,64 EN⋅
() ()
AE,216 AE,212 AE,212 216
Po Bi Po Poo
 
E =
PAE,220
Rn  
+0,36+⋅⋅EE0,64 ⋅ NN++E ⋅ N
() () ()
AE,212 AE,212 212 212 AE,2112 212
 
Bi Po Pb Bi Po Po
 
220
est l’énergie alpha potentielle du Rn, en joules;
PAE,220
216

est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;

AE,216
212

est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Bi, en joules;

AE,212
212

est l’énergie alpha de la particule produite par la désintégration du Po, en joules;

AE,212
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ISO 11665-1:2019(F)
212
est le nombre d’atomes de Pb;
212
212
est le nombre d’atomes de Bi;
212
212
est le nombre d’atomes de Po.
212
3.1.19
énergie alpha potentielle volumique des descendants à vie courte du radon

concentration dans l’air d’un mélange quelconque de descendants à vie courte du radon se désintégrant

210 208

jusqu’au Pb ou au Pb, exprimée en énergie alpha émise au cours de ces désintégrations

[SOURCE: IEC 61577‑1:2006, 3.2.2, modifiée]

Note 1 à l'article: L’énergie alpha potentielle volumique du nucléide i, E , est exprimée par la Formule (7):

PAEC,i
PAE,i
E =
PAEC,i
est énergie alpha potentielle du nucléide i, en joules;
PAE,i
V est le volume échantillonné, en mètres cubes.
3.1.20
exposition à l’énergie alpha potentielle volumique moyenne

intégrale dans le temps de l’énergie alpha potentielle volumique cumulée pendant la durée d’exposition

Note 1 à l'article: L’exposition à l’énergie alpha potentielle volumique, X , est exprimée par la Formule (8):

PAEC
XE=d⋅ t
PAEC PAEC
est l’énergie alpha potentielle volumique, en joules par mètre cube;
PAEC
t est la durée d’échantillonnage, en secondes.
3.1.21
étalon primaire
...

Questions, Comments and Discussion

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