NF M60-803-2001 Nuclear energy - Measurement of radioactivity in the environment - Water - Measurement of radium 226 activity in water 《核能 环境放射性的测量 水 水中镭226活性的测量》.pdf

1、 AFNOR 2001 Tous droitsrservsFA107248 ISSN 0335-3931NF M 60-803Juillet 2001Indice de classement : M 60-803ICS : 13.280 ; 17.240nergie nuclaireMesure de la radioactivit dans lenvironnement EauMesurage de lactivit du radium 226 dans leauE : Nuclear energy Measurement of radioactivity in the environmen

2、t Water Measurement of radium 226 activity in waterD : Kernenergie Messungen der Radioktivitt in der Umwelt Wasser Messung der Aktivitt des Radiums 226 im WasserNorme franaise homologuepar dcision du Directeur Gnral dAFNOR le 20 juin 2001 pour prendre effetle 20 juillet 2001.Correspondance la date d

3、e publication du prsent document, il nexiste pas de travaux europensou internationaux traitant du mme sujet.Analyse Le prsent document dcrit les conditions de mesurage de lactivit du radium 226dans leau par des techniques diffrentes : manomtrie, spectromtrie gamma,scintillation liquide.Descripteurs

4、Thsaurus International Technique : nergie nuclaire, mesurage, dpistage,dtection, radioactivit, environnement, eau, radium, isotope radioactif, spectrom-trie dmission, rayonnement gamma, scintillation, irradiation, humain.Modifications AFNOR 2001 AFNOR 2001 1er tirage 2001-07-Fditeetdiffusepar lAssoc

5、iation Franaise de Normalisation (AFNOR) 11, avenue Francis de Pressens 93571 Saint-Denis La Plaine Cedex Tl. : + 33 (0)1 41 62 80 00 Fax : + 33 (0)1 49 17 90 00 www.afnor.frCorrectionsMesure de la radioactivit dans lenvironnement BNEN M 60-3Membres de la commission de normalisationPrsident : M CALM

6、ETSecrtariat : M KANCELLARY BNENM AUPIAIS CEAM AUBOIROUX APAVEMBBLET ORIM BALLET SUBATECHMLLE BARKER IPSNM BEGUINEL CEAM BOUISSET IPSNMBOULITROP CEAM BOURLAT CEAMME BOURSIER AFSSAMME BREMOND CEAM BUCHNER CEAMCALMET IPSNMME CARRELET CEAM CASSETTE CEAM CAZOULOT CEAM CHARNET IDF RENNESMLLE CHEVALIER LY

7、ONNAISE DES EAUXM CHOTARD CEAM COLLIGNAN CSTBMME COSSONNET IPSNM DE PAEPE LABORATOIRE DHYGIENE ET DE SECURITE DE LA VILLE DE PARISM DELEPINE CEAM DIAKONOFF AFNORMME DINSE LE STRAT EDF TRANSPORTM DUCHEZ DDASSM FAZILEABASSE MGP INSTRUMENTMFOURNIER ISM GERASIMO CEAMGIBUD ALGADEM GOUT STAT/DEFENSEM GRAN

8、IER CEAMME GRIVAUD IPSNM GUILLET CENTRE HOSPITALIER DAGENM HELESCHEWITZ OPRIMME HERBELET OPRIM KHALANSKI EDFM KLEIN LERMPS/UTMBMME LABED IPSNMME LAURENT LABORATOIRE DHYGIENE DE LA VILLE DE PARISMME LEMAITRE OPRIM LEPETIT CEAMME LEVELUT CEAMME LEVY COGEMA MARCOULEMLINDEN OPRIM MAUBERT CEAM MEYER OPRI

9、MME MICHIELSEN IPSNM MILLIES LACROIX CEAM MOKILI SUBATECHM MOUTARDE COGEMAM NARDOUX COGEMAM PICCIONE COGEMAM PICOLO CEAMPIED OPRIL CEAM POINTURIER CEAM RATSIRAHONANA CEAMLLE RAYNE OPRIM REYSS CNRS/CEAMME ROBE IPSNMME ROSSETTO CONSEIL GENERAL DE TARN ET GARONNEM SCAPOLAN CEAM SCHOTT CEAM TAILLIFET ED

10、FM THEVENIN IPSNMME THYSSE MINISTERE DE LAGRICULTURE ET DE LA PECHEM TILLIE DGCCRFMME TREBERT SGS LABORATOIRE CRESPINMTROTIN CEAM TYMEN UNIVERSITE DE BREST 3 NF M 60-803Introduction . 41 Domaine dapplication 42Rfrences normatives . 43Dfinitions, symboles et abrviations . 53.1 Termes relatifs la radi

11、oactivit 53.2 Termes relatifs la mesure de la radioactivit 53.3 Dfinitions, symboles, abrviations . 64 Origines de la radioactivit des eaux 74.1 Radioactivit naturelle . 74.2 Autres sources de la radioactivit des sols et des eaux 85 Principes de la mesure 85.1 manomtrie . 85.2 Spectromtrie gamma . 8

12、5.3 Scintillation liquide . 86Ractifs . 87 quipements 98 chantillonnage . 98.1 Prlvement de lchantillon 98.2 Conservation de lchantillon pour analyse . 99Modes opratoires . 910 Expression des rsultats 911 Rapport dessai 9Annexe A (informative) manomtrie 10Annexe B (informative) Spectromtrie gamma .

13、17Annexe C (informative) Scintillation liquide 20SommairePageNF M 60-803 4 IntroductionLe prsent document dcrit les conditions de mesurage de lactivit du radium 226 dans leau par des techniquesdiffrentes :manomtrie, spectromtrie gamma, scintillation liquide,La mthode par spectromtrie alpha utilisant

14、 de loxyde de manganse en couche mince nest pas dveloppecar elle est en cours de validation.1Domaine dapplicationLe prsent document expose les principes et les difficults de la dtermination de lactivit du radium 226, danstous types deaux et propose en annexe des mthodes de sparations chimiques et de

15、 mesures avec leurs domai-nes dapplication respectifs. En fonction des caractristiques des eaux analyser, de la limite de dtection recher-che et des moyens de laboratoire disponibles, une des mthodes, de prfrence aux autres, pourra tre utilise.Critres de choix de chaque technique :manomtrie : la mth

16、ode est applicable tous types deaux dactivits en radium 226 suprieures 0,02 Bq.L-1avec une prise dessai de 1 litre. La prsence du radium 228 en forte concentration peut interfrer sur la mesure.Spectromtrie gamma : la mthode est applicable tous types deaux dactivits en radium 226 soluble suprieu-res

17、0,01 Bq.L-1avec une prise dessai de 20 litres. La mthode permet de mesurer les autres isotopes naturelsen radium (radium 224 et radium 228).Scintillation liquide : la mthode est applicable aux eaux non prcipitantes pH suprieur 10 et dactivits enradium 226 suprieures 0,02 Bq.L-1.2Rfrences normativesC

18、e document comporte par rfrence date ou non date des dispositions dautres publications. Ces rfrencesnormatives sont cites aux endroits appropris dans le texte et les publications sont numres ci-aprs. Pour lesrfrences dates, les amendements ou rvisions ultrieures de lune de ces quelconques publicatio

19、ns ne sappli-quent la prsente norme que sils y ont t incorpors par amendement ou rvision. Pour les rfrences nondates, la dernire dition de la publication laquelle il est fait rfrence sapplique :NF EN 25667-1, Qualit de leau chantillonnage Partie 1 Guide gnral pour ltablissement des pro-grammes dchan

20、tillonnage (indice de classement : T 90-511).NF EN 25667-2, Qualit de leau chantillonnage Partie 2 Guide gnral sur les techniques dchantillon-nage (indice de classement : T 90-512).NF EN ISO 5667-3, Qualit de leau chantillonnage Partie 3 : Guide gnral pour la conservation et lamanipulation des chant

21、illons (indice de classement : T 90-513). 5 NF M 60-8033Dfinitions, symboles et abrviationsPour les besoins du prsent document, les dfinitions, symboles et abrviations sappliquent.3.1 Termes relatifs la radioactivit3.1.1radioactivitproprits de certains nuclides dmettre spontanment des particules ou

22、, un rayonnement gamma ou unrayonnement X aprs capture lectronique3.1.2activitquotient de dN par dt, o dN est lesprance mathmatique du nombre de transitions nuclaires spontanes partir dun tat nergtique donn, un instant donn, pendant lintervalle de temps dt. Les rsultats des mesuresdactivit sont conv

23、entionnellement exprims en activit par unit de volume, soit en becquerels pour un litredchantillon (Bq.l-1).3.1.3radionuclidenuclide ou noyau atomique dfini par son numro atomique Z et son nombre de masse A, dans un tat nerg-tique donn, susceptible de subir une transition ou une transformation nucla

24、ire spontane3.2 Termes relatifs la mesure de la radioactivit3.2.1talon de radioactivitsource radioactive de rfrence dont on connat la nature et lactivit un moment prcis et qui permet ltalon-nage dun dtecteur ou dun protocole3.2.2traceur radioactifsource radioactive de rfrence dont on connat la natur

25、e et lactivit un moment prcis et qui ajoute la solu-tion mesurer, permet de dterminer un rendement de tout ou partie dun protocole3.2.3analogue chimiquecompos qui a des proprits physico-chimiques voisines de llment radioactif pour une raction donne3.2.4source de constancela constance est laptitude d

26、un instrument de mesure conserver ces caractristiques mtrologiques constantesau cours du temps. Dans le cas dun instrument de mesure de la radioactivit, la source de constance doit treune source radioactive stable pendant une dure dfinirNF M 60-803 6 3.3 Dfinitions, symboles, abrviationsTableau 1 Df

27、initions, symboles, abrviationsGrandeur SymboleSymbole de lunitDfinitionActivit A Bq Nombre de dsintgrations par seconde dun radionuclide.Activit volumique cABq.l-1ou Bq.L-1Activit par unit de volume de lchantillon.Activit massique a Bq.kg-1ou Bq.g-1Activit par unit de masse de lchantillon.cart-type

28、 estimde type AsUnit de la grandeur xcart-type estim en appliquant des mthodes statistiques.Incertitude-type value de type BuUnit de la grandeur yIncertitude-type value par dautres moyensque des procds statistiques.cart-type relatif estim de type ASans dimensioncart-type de type A rapport la grandeu

29、r x.Incertitude-type relative value de type BSansdimensionIncertitude-type de type B rapporte la grandeur y.Incertitude-typecomposeucUnit de la grandeur ySi les variables sont indpendantes, lincertitude type compose scrit :Incertitude largie U Unit de lagrandeur yProduit de lincertitude-type compose

30、 par le facteur dlargissement k :U = k . ucFacteur dlargissement k k est dfini par lutilisateurGnralement on prend k = 2 par analogie avec un niveau de confiance de 95 %.Mouvement propreet blanc NoDans la pratique on utilisele terme coups ou impulsionsValeur indique par un dispositif de mesure de ra

31、yonnement, plac dans ses conditions normales demploi, pour une dure de comptage, en labsence de la source dont on veut mesurer le rayonnement. Cette source est remplace par un blanc constitu de leau de rfrence et des ractifs.Seuil de dcision SDSDCASDABq.l-1ou Bq.L-1ou Bq.g-1ou Bq.kg-1Cest la limite

32、partir de laquelle, au risque prs, une grandeur observe est considre comme vraie. Cette limite correspond au risque dit de premire espce, cest-dire au risque daffirmer la prsence de la grandeur vraie recherche alors quelle nest pas prsente. On prend = 2,5 %.( suivre)sx-uy-ucy()yxi-u2xii=12 7 NF M 60

33、-8034 Origines de la radioactivit des eaux4.1 Radioactivit naturelleTous les sols et toutes les eaux sont naturellement radioactifs, du fait principalement de leur teneur minrale natu-relle en potassium, uranium et thorium. Les principaux radionuclides sont le potassium 40 et les lmentsradioactifs d

34、es chanes de luranium 238 et du thorium 232 (cf. Annexe A manomtrie, figures A.1 et A.2). Laradioactivit dorigine naturelle peut varier dans des proportions importantes selon les caractristiques gologi-ques et climatiques. Le tableau ci-dessous donne les ordres de grandeur de cette radioactivit dans

35、 les eaux,sans prendre en compte les valeurs extrmes.Grandeur SymboleSymbole de lunitDfinitionLimite de dtection LDALDCABq.l-1ou Bq.L-1ou Bq.g-1ou Bq.kg-1Cest la valeur de la grandeur mesurer qui a une probabilit donne (1-) dtre dtecte, cest-direde donner un rsultat corrig suprieur au seuil de dcisi

36、on. Le risque correspond affirmer labsence de la grandeur vraie recherche, alors quelle est prsente. Il est conseill de prendre = 2,5 %.Dure de comptage tNou tNoSou minTemps pendant lequel linstrument de mesure est en comptage.Comptage brut N Dans la pratique, on utilisele terme coupsou impulsionsNo

37、mbre dvnements enregistrs pendant la duredu comptage.Volume de la prise dessaiVl ou LTaux de comptageou s-1ou min-1Rapport au nombre dvnements enregistrs sur la dure de comptage.Rendement de dtection Sans dimension Dans ces conditions de dtection donnes, rapportdu nombre dvnements enregistrs par sec

38、onde lactivit de la source.Rendement chimique R Rapport de la grandeur mesure de produit talon aprsla succession de traitements physiques et chimiques la grandeur initiale connue de ce mme produit. Cet talon peut tre radioactif ou non. Le rapport est un nombre compris entre 0 et 1.Tableau 2 Ordre de

39、 grandeur de la radioactivit dans les eauxFourchette de variationsBq.l-1Eau de mer 0,0005 0,003Eau douce 100 g.L-1). En effet, lepic de luranium 234 interfre totalement avec celui du radium 226. Dans le cas dun quilibre sculaire entre lesisotopes de luranium 238 et 234, une correction peut tre effec

40、tue pour soustraire la contribution deluranium 234 dans le pic du 226Ra.Figure C.11 cmTolune Ar puret 99,9999 %Barboteur de gardede 250 mlTamis molculairebaignant dans toluneDessiccateur(silicagel)NF M 60-803 24 Bibliographie1 Commissariat lnergie Atomique (CEA), Guide pratique du GT 21, 1978, Surve

41、illance de lenvironnement.2 DUCHAUFOUR Ph., Abrg de pdologie, sol, vgtation, environnement, 1995, Masson (Paris)3 MERIWETHER J.R., BURNS S.F., BECK J.N., Evaluation of soil radioactivities using pedologically basedsampling techniques, 1995, Health Physics 69, 3, pp. 406-4094 NF M 60-790-1, nergie nu

42、claire Mesure de la radioactivit dans lenvironnement Sol Partie 1 :Prsentation gnrale et dfinitions.5 NF X 02-209, Grandeurs et units Physique atomique et nuclaire.6 NF EN ISO CEI 17025:2000, Prescriptions gnrales concernant la comptence des laboratoires dtalon-nages et dessais (indice de classement : X 50-061).7 NF ENV 13005:1999, Guide pour lexpression de lincertitude de mesures.