Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 1: General guidelines and definitions

This document specifies the general requirements to carry out radionuclides tests, including sampling of soil including rock from bedrock and ore as well as of construction materials and products, pottery, etc. using NORM or those from technological processes involving Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials (TENORM) e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate fertilizer production and use. For simplification, the term "soil" used in this document covers the set of elements mentioned above. This document is addressed to people responsible for determining the radioactivity present in soils for the purpose of radiation protection. This concerns soils from gardens and farmland, urban or industrial sites, as well as soil not affected by human activities. This document is applicable to all laboratories regardless of the number of personnel or the extent of the scope of testing activities. When a laboratory does not undertake one or more of the activities covered by this document, such as planning, sampling or testing, the requirements of those clauses do not apply. This document is to be used in conjunction with other parts of ISO 18589 that outline the setting up of programmes and sampling techniques, methods of general processing of samples in the laboratory and also methods for measuring the radioactivity in soil. Its purpose is the following: — define the main terms relating to soils, sampling, radioactivity and its measurement; — describe the origins of the radioactivity in soils; — define the main objectives of the study of radioactivity in soil samples; — present the principles of studies of soil radioactivity; — identify the analytical and procedural requirements when measuring radioactivity in soil. This document is applicable if radionuclide measurements for the purpose of radiation protection are to be made in the following cases: — initial characterization of radioactivity in the environment; — routine surveillance of the impact of nuclear installations or of the evolution of the general territory; — investigations of accident and incident situations; — planning and surveillance of remedial action; — decommissioning of installations or clearance of materials.

Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 1: Lignes directrices générales et définitions

Le présent document spécifie les exigences générales qui s'appliquent à la réalisation des essais pour des radionucléides, incluant l'échantillonnage du sol, comprenant les roches provenant du socle rocheux et le minerai, ainsi que de matériaux et produits de construction, de poteries, etc. utilisant des MRN ou résultant de procédés technologiques impliquant des matières radioactives naturelles améliorées technologiquement (MRNAT), par exemple l'exploitation minière et le traitement des sables minéraux ou la production et l'utilisation d'engrais phosphatés. Pour plus de commodité, le terme «sol» utilisé dans le présent document couvre l'ensemble des éléments susmentionnés. Le présent document s'adresse aux personnes chargées de déterminer la radioactivité présente dans les sols dans le cadre de la radioprotection. Cela concerne les sols de jardins ou de terres agricoles, les sols de sites urbains ou industriels, ainsi que les sols qui ne font pas l'objet d'activités humaines. Le présent document est applicable à tous les laboratoires, quel que soit l'effectif du personnel ou l'étendue des activités d'essai. Lorsqu'un laboratoire ne réalise pas une ou plusieurs des activités couvertes par le présent document, comme la planification, l'échantillonnage ou les essais, les exigences correspondantes ne s'appliquent pas. Le présent document est destiné à être utilisé conjointement à d'autres parties de l'ISO 18589 qui traitent de l'établissement des programmes et des techniques d'échantillonnage, de méthodes de traitement général des échantillons en laboratoire, ainsi que des méthodes de mesure de la radioactivité contenue dans le sol. Il a pour objet de: — définir les principaux termes relatifs aux sols, à l'échantillonnage, à la radioactivité et à son mesurage; — présenter les origines de la radioactivité contenue dans les sols; — décrire quelques-uns des principaux objectifs poursuivis par les études de la radioactivité dans les prélèvements de sol; — présenter les principes des études sur la radioactivité des sols; — identifier les exigences en matière d'analyse et de mode opératoire lors du mesurage de la radioactivité contenue dans le sol. Le présent document est applicable lorsque des mesurages de radionucléides doivent être effectués dans le cadre de la radioprotection dans les cas suivants: — caractérisation initiale de la radioactivité dans l'environnement; — surveillance de routine de l'impact des installations nucléaires ou de l'évolution du territoire dans son ensemble; — recherches de situations d'accident ou d'incident; — planification et surveillance des actions de remédiation; — déclassement d'installations ou mise au rebut des matériaux.

General Information

Status
Published
Publication Date
17-Nov-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
18-Nov-2019
Due Date
20-Apr-2019
Completion Date
18-Nov-2019
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ISO 18589-1:2019 - Measurement of radioactivity in the environment -- Soil
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ISO 18589-1:2019 - Mesurage de la radioactivité dans l'environnement -- Sol
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Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18589-1
Second edition
2019-11
Measurement of radioactivity in the
environment — Soil —
Part 1:
General guidelines and definitions
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 1: Lignes directrices générales et définitions
Reference number
ISO 18589-1:2019(E)
©
ISO 2019

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ISO 18589-1:2019(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO 18589-1:2019(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
3.1 General terms . 2
3.2 Terms relating to soils . 2
3.3 Terms relating to sampling . 3
4 Symbols . 5
5 Origins of the radioactivity in soils . 5
5.1 Natural radioactivity . 5
5.2 Other sources of radioactivity in soils . 6
6 Objectives of the study of soil radioactivity . 6
6.1 General . 6
6.2 Characterization of radioactivity in the environment . 6
6.3 Routine surveillance of the impact of nuclear installations or of the evolution of
the general territory . 7
6.4 Investigations of accident and incident situations . 7
6.5 Planning and surveillance of remedial action . 7
6.6 Decommissioning of installations or clearance of materials . 7
7 Principles and requirements of the study of soil radioactivity . 8
7.1 General . 8
7.2 Planning process — Sampling strategy and plan . 9
7.3 Sampling process . 9
7.4 Laboratory process .10
7.4.1 Preparation of samples .10
7.4.2 Radioactivity measurements .10
7.5 General procedural requirements .11
7.6 Documentation .12
Bibliography .13
© ISO 2019 – All rights reserved iii

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ISO 18589-1:2019(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 of 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 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 18589-1:2005), which has been
technically revised.
The main change compared to the previous edition is as follows:
— The introduction has been reviewed accordingly to the generic introduction adopted for the
standards published on the radioactivity measurement in the environment.
A list of all parts in the ISO 18589 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 18589-1:2019(E)

Introduction
Everyone is exposed to natural radiation. The natural sources of radiation are cosmic rays and
naturally occurring radioactive substances which exist in the earth and flora and fauna, including the
human body. Human activities involving the use of radiation and radioactive substances add to the
radiation exposure from this natural exposure. Some of those activities, such as the mining and use
of ores containing naturally-occurring radioactive materials (NORM) and the production of energy
by burning coal that contains such substances, simply enhance the exposure from natural radiation
sources. Nuclear power plants and other nuclear installations use radioactive materials and produce
radioactive effluent and waste during operation and decommissioning. The use of radioactive materials
in industry, agriculture and research is expanding around the globe.
All these human activities give rise to radiation exposures that are only a small fraction of the global
average level of natural exposure. The medical use of radiation is the largest and a growing man-made
source of radiation exposure in developed countries. It includes diagnostic radiology, radiotherapy,
nuclear medicine and interventional radiology.
Radiation exposure also occurs as a result of occupational activities. It is incurred by workers in
industry, medicine and research using radiation or radioactive substances, as well as by passengers
and crew during air travel. The average level of occupational exposures is generally below the global
average level of natural radiation exposure (see Reference [1]).
As uses of radiation increase, so do the potential health risk and the public's concerns. Thus, all these
exposures are regularly assessed in order to:
— improve the understanding of global levels and temporal trends of public and worker exposure;
— evaluate the components of exposure so as to provide a measure of their relative importance;
— identify emerging issues that may warrant more attention and study. While doses to workers are
mostly directly measured, doses to the public are usually assessed by indirect methods using the
results of radioactivity measurements of waste, effluent and/or environmental samples.
To ensure that the data obtained from radioactivity monitoring programs support their intended use, it
is essential that the stakeholders (for example nuclear site operators, regulatory and local authorities)
agree on appropriate methods and procedures for obtaining representative samples and for handling,
storing, preparing and measuring the test samples. An assessment of the overall measurement
uncertainty also needs to be carried out systematically. As reliable, comparable and ‘fit for purpose’
data are an essential requirement for any public health decision based on radioactivity measurements,
international standards of tested and validated radionuclide test methods are an important tool for
the production of such measurement results. The application of standards serves also to guarantee
comparability of the test results over time and between different testing laboratories. Laboratories
apply them to demonstrate their technical competences and to complete proficiency tests successfully
during interlaboratory comparisons, two prerequisites for obtaining national accreditation.
Today, over a hundred International Standards are available to testing laboratories for measuring
radionuclides in different matrices.
Generic standards help testing laboratories to manage the measurement process by setting out the
general requirements and methods to calibrate equipment and validate techniques. These standards
underpin specific standards which describe the test methods to be performed by staff, for example, for
different types of sample. The specific standards cover test methods for:
40 3 14
— naturally-occurring radionuclides (including K, H, C and those originating from the thorium
226 228 234 238 210
and uranium decay series, in particular Ra, Ra, U, U and Pb) which can be found in
materials from natural sources or can be released from technological processes involving naturally
occurring radioactive materials (e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate
fertilizer production and use);
© ISO 2019 – All rights reserved v

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ISO 18589-1:2019(E)

— human-made radionuclides, such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium,
3 14 90
and curium), H, C, Sr and gamma-ray emitting radionuclides found in waste, liquid and gaseous
effluent, in environmental matrices (water, air, soil and biota), in food and in animal feed as a result
of authorized releases into the environment, fallout from the explosion in the atmosphere of nuclear
devices and fallout from accidents, such as those that occurred in Chernobyl and Fukushima.
The fraction of the background dose rate to man from environmental radiation, mainly gamma
radiation, is very variable and depends on factors such as the radioactivity of the local rock and soil, the
nature of building materials and the construction of buildings in which people live and work.
A reliable determination of the activity concentration of gamma-ray emitting radionuclides in various
matrices is necessary to assess the potential human exposure, to verify compliance with radiation
protection and environmental protection regulations or to provide guidance on reducing health risks.
Gamma-ray emitting radionuclides are also used as tracers in biology, medicine, physics, chemistry, and
engineering. Accurate measurement of the activities of the radionuclides is also needed for homeland
security and in connection with the Non-Proliferation Treaty (NPT).
This document is to be used in the context of a quality assurance management system (ISO/IEC 17025).
ISO 18589 is published in several parts for use jointly or separately according to needs. These parts
are complementary and are addressed to those responsible for determining the radioactivity present
in soil, bedrocks and ore (NORM or TENORM). The first two parts are general in nature describe the
setting up of programmes and sampling techniques, methods of general processing of samples in the
laboratory (ISO 18589-1), the sampling strategy and the soil sampling technique, soil sample handling
and preparation (ISO 18589-2). ISO 18589-3, ISO 18589-4 and ISO 18589-5 deal with nuclide-specific
test methods to quantify the activity concentration of gamma emitters radionuclides (ISO 18589-3 and
90
ISO 20042), plutonium isotopes (ISO 18589-4) and Sr (ISO 18589-5) of soil samples. ISO 18589-6
deals with non-specific measurements to quantify rapidly gross alpha or gross beta activities and
ISO 18589-7 describes in situ measurement of gamma-emitting radionuclides.
The test methods described in ISO 18589-3 to ISO 18589-6 can also be used to measure the radionuclides
[2][3[[4][5]
in sludge, sediment, construction material and products following proper sampling procedure
[22][23]
.
This document is one of a set of International Standards on measurement of radioactivity in the
environment.
vi © ISO 2019 – All rights reserved

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18589-1:2019(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 1:
General guidelines and definitions
1 Scope
This document specifies the general requirements to carry out radionuclides tests, including sampling
of soil including rock from bedrock and ore as well as of construction materials and products, pottery,
etc. using NORM or those from technological processes involving Technologically Enhanced Naturally
Occurring Radioactive Materials (TENORM) e.g. the mining and processing of mineral sands or
phosphate fertilizer production and use.
For simplification, the term “soil” used in this document covers the set of elements mentioned above.
This document is addressed to people responsible for determining the radioactivity present in soils for
the purpose of radiation protection. This concerns soils from gardens and farmland, urban or industrial
sites, as well as soil not affected by human activities.
This document is applicable to all laboratories regardless of the number of personnel or the extent of the
scope of testing activities. When a laboratory does not undertake one or more of the activities covered
by this document, such as planning, sampling or testing, the requirements of those clauses do not apply.
This document is to be used in conjunction with other parts of ISO 18589 that outline the setting up of
programmes and sampling techniques, methods of general processing of samples in the laboratory and
also methods for measuring the radioactivity in soil. Its purpose is the following:
— define the main terms relating to soils, sampling, radioactivity and its measurement;
— describe the origins of the radioactivity in soils;
— define the main objectives of the study of radioactivity in soil samples;
— present the principles of studies of soil radioactivity;
— identify the analytical and procedural requirements when measuring radioactivity in soil.
This document is applicable if radionuclide measurements for the purpose of radiation protection are
to be made in the following cases:
— initial characterization of radioactivity in the environment;
— routine surveillance of the impact of nuclear installations or of the evolution of the general territory;
— investigations of accident and incident situations;
— planning and surveillance of remedial action;
— decommissioning of installations or clearance of materials.
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 2019 – All rights reserved 1

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ISO 18589-1:2019(E)

ISO 11074, Soil quality — Vocabulary
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 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
ISO 18589-2, Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 2: Guidance for the selection
of the sampling strategy, sampling and pre-treatment of samples
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
me a s ur ement (GUM: 1995)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11074 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1 General terms
3.1.1
routine surveillance
surveillance carried out periodically and designed to observe the potential changes of the soil’s
radioactive characteristics
3.1.2
analysis for characterization
set of observations that contribute, at a given time, to the characterization of the radioactive properties
of a soil sample with a view to use them later as reference data
Note 1 to entry: The test report may include other data characterizing the site studied.
3.1.3
vertical distribution of the radioactivity
determination of the radioactivity in the layers of the earth’s crust sampled at different depths which
describe the vertical profile of the distribution by a radionuclide or a group of radionuclides
3.2 Terms relating to soils
3.2.1
soil
upper layer of the Earth’s crust transformed by weathering and physical/chemical and biological
processes and composed of mineral particles, organic matter, water, air, and living organisms organized
in generic soil horizons
Note 1 to entry: In a broader civil engineering sense, soil includes topsoil and sub-soil; deposits such as clays,
silts, sands, gravels, cobbles, boulders, and organic matter and deposits such as peat; materials of human origin
such as wastes; ground gas and moisture; and living organisms.
Note 2 to entry: Mineral materials include earth, sands, clay, slates, stones, etc. that can also be used as
construction materials and included in construction products.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 2.1.11]
2 © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO 18589-1:2019(E)

3.2.2
herbaceous cover
lower stratum of vegetation made up essentially of various herbaceous species found for example in
meadows, lawns or fallow fields
3.2.3
soil horizon
basic layer of soil, which is more or less parallel to the surface and is homogeneous in appearance for
most morphological characteristics (colour, texture, structure, etc.)
Note 1 to entry: The succession of soil horizons makes up a soil profile and allows, on the basis of certain
analytical criteria, the morphogenetic nature of the soil to be defined.
3.3 Terms relating to sampling
3.3.1
sample
portion of material selected from a larger quantity of material, collected and taken away for testing
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.1.17, modified — The word "soil" was removed and the last part of the
definition was added.]
3.3.2
sampling
defined procedure whereby a part of the soil is taken for testing
Note 1 to entry: In certain cases, the sample might not be representative but is determined by availability.
Note 2 to entry: Sampling procedures describe all the processes necessary to provide the laboratory with
the samples required to reach the objectives of the study of the soil radioactivity. This includes the selection,
sampling plan, withdrawal and preparation of the samples from the soil.
3.3.3
sampling strategy
set of technical principles that aim to resolve, depending on the objectives and site considered, the two
main issues which are the sampling density and the spatial distribution of the sampling areas
Note 1 to entry: The sampling strategy provides the set of technical options that are required in the sampling plan.
3.3.4
sampling area
area from which the different samples are collected
Note 1 to entry: A site can be divided into several sampling areas.
3.3.5
sampling plan
precise protocol that, depending on the application of the principles of the strategy adopted, defines
the spatial and temporal dimensions of sampling, the frequency, the sample number, the quantities
sampled, etc., and the human resources to be used for the sampling operation
3.3.6
random sampling
sampling at random in space and time from the sampling area
3.3.7
systematic sampling
sampling by some systematic method in space and time from the sampling area
3.3.8
random systematic sampling
sampling at random from each sampling unit from a set of systematically defined sampling units
© ISO 2019 – All rights reserved 3

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ISO 18589-1:2019(E)

3.3.9
sampling unit
section of the sampling area whose limits can be physical or hypothetical
Note 1 to entry: Sampling units are obtained by dividing the sampling area into grid box units according to the
sampling pattern.
3.3.10
sampling pattern
system of sampling locations based on the results of statistical procedures
Note 1 to entry: This leads to a set of predetermined sampling points designed to monitor one or more specified
sites. The sampling area is divided into several sampling units or basic grid box units, which are usually square
or rectangular (but circular or linear grid boxes are not excluded depending upon the characteristics of the
pollution source).
3.3.11
increment
individual portion of material collected by a single operation of a sampling device
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.1.8]
Note 1 to entry: Increments can be grouped to form a composite sample.
3.3.12
sub-sample
sample in which the material of interest is randomly distributed in parts of equal or unequal size
3.3.13
single sample
representative quantity of the material, presumed to be homogeneous, taken from a sampling unit, kept
and treated separately from the other samples
3.3.14
composite sample
two or more increments mixed together in appropriate proportions, either discretely or continuously
(blended composite sample), from which the average value representative of a desired characteristic
can be obtained
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.3.3 modified — the word "subsamples" was removed, "average result"
replaced by "average value representative".]
3.3.15
sorted sample
single sample or composite sample taken from the same sampling unit, obtained after the elimination
of coarse elements that are larger than 2 cm and before drying
3.3.16
laboratory sample
sorted sample intended for laboratory inspection or testing
Note 1 to entry: When the laboratory sample is further prepared (reduced) by subdividing, mixing, grinding
or combinations of these operations, the result is the test sample. When no preparation is required, the initial
laboratory sample is considered as the test sample. Depending on the number of analyses to be performed, test
portions are isolated from the test sample for analysis
Note 2 to entry: The laboratory sample is the final sample from the point of view of the sample collection step, but
it is the initial sample from the point of view of the test step.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.3.7, modified — Notes have been modified.]
4 © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO 18589-1:2019(E)

3.3.17
test sample
sample treated prepared for testing
Note 1 to entry: The test sample is prepared from the laboratory sample. It is a fine dry homogeneous soil in a
powder state. It is prepared in accordance with ISO 18589-2 depending of the test method used.
3.3.18
test portion
part of the test sample prepared for specific testing
4 Symbols
Table 1 — Definitions and symbols
Common
Quantity Unit Definition
notation
becquerel
Activity A number of decays per second of a radionuclide
Bq
becquerel per
Activity concentra-
kilogram
A radionuclide activity per unit dry mass of material
m
tion
−1
Bq·kg
becquerel per
radionuclide activity per unit area used to characterize
Activity per unit
square metre
A the activity at the soil surface, at a depth or integrated
s
area
−2 activity over a soil column
Bq·m
number of α decays per second of a mixture of radionu-
becquerel
clides determined by non-nuclide-specific measurement
Gross α activity A′(α)
techniques whose efficiency is calibrated using a specific
Bq
239 241
radionuclide such as Pu, Am, …
number of β decays per second of a mixture of radionu-
becquerel
clides determined by non-nuclide-specific measurement
Gross β activity A′(β)
techniques whose efficiency is calibrated using a specific
Bq
36 40 90 90
radionuclide such as Cl, K, Sr+ Y, …
5 Origins of the radioactivity in soils
5.1 Natural radioactivity
Soils are naturally radioactive, primarily because of their mineral content. The main natural
40 238
radionuclides are potassium 40 ( K) and the radioactive nuclides of the uranium 238 ( U) and
232
thorium 232 ( Th) decay series. The natural radioactivity may vary considerably from one type of
soil to another. Table 2 gives the order of magnitude of the activity concentrations of these elements in
[24]
soils of some large regions of the world .
© ISO 2019 – All rights reserved 5

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ISO 18589-1:2019(E)

[24]
Table 2 — Activity concentrations of natural radionuclides in soils
Activity concentration
−1
Bq·kg
Region/Country
40 238 232
K U Th
Mean Range Mean Range Mean Range
North America (USA) 370 100 to 700 35 4 to 140 35 4 to 130
South America (Argentina) 650 540 to 750 — — — —
East Asia (China R.P.) 440 9 to 1 800 33 2 to 690 41 1 to 360
West Asia (Armenia) 360 310 to 420 46 20 to 78 30 29 to 60
North Europe (Lithuania) 600 350 to 850 16 3 t
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18589-1
Deuxième édition
2019-11
Mesurage de la radioactivité dans
l'environnement — Sol —
Partie 1:
Lignes directrices générales et
définitions
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 1: General guidelines and definitions
Numéro de référence
ISO 18589-1:2019(F)
©
ISO 2019

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ISO 18589-1:2019(F)

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Fax: +41 22 749 09 47
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ISO 18589-1:2019(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
3.1 Termes généraux . 2
3.2 Termes relatifs aux sols . 3
3.3 Termes relatifs à l’échantillonnage . 3
4 Symboles . 5
5 Origines de la radioactivité des sols . 6
5.1 Radioactivité naturelle . 6
5.2 Autres sources de radioactivité des sols . 6
6 Objectifs des études de la radioactivité des sols . 7
6.1 Généralités . 7
6.2 Caractérisation de la radioactivité de l’environnement . 7
6.3 Surveillance de routine de l’impact des installations nucléaires ou de l’évolution
du territoire dans son ensemble . 7
6.4 Recherches de situations d’accident ou d’incident . 7
6.5 Planification et surveillance des actions de remédiation . 8
6.6 Déclassement d’installations ou mise au rebut des matériaux . 8
7 Principe et exigences des études sur la radioactivité des sols . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Processus de planification — Stratégie et plan d’échantillonnage . 9
7.3 Processus d’échantillonnage .10
7.4 Processus de laboratoire .10
7.4.1 Préparation des échantillons .10
7.4.2 Mesurages de la radioactivité .11
7.5 Exigences générales concernant le mode opératoire .12
7.6 Documentation .13
Bibliographie .14
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ISO 18589-1:2019(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 18589-1:2005), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— révision de l’introduction conformément à l’introduction générale adoptée pour les normes publiées
traitant du mesurage de la radioactivité dans l’environnement.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 18589 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 18589-1:2019(F)

Introduction
Tout individu est exposé à des rayonnements naturels. Les sources naturelles de rayonnement sont les
rayons cosmiques et les substances radioactives naturellement présentes dans la terre, la faune et la
flore, incluant le corps humain. Les activités anthropiques impliquant l’utilisation de rayonnements
et de substances radioactives s’ajoutent à l’exposition aux rayonnements résultant de cette exposition
naturelle. Certaines de ces activités, dont l’exploitation minière et l’utilisation de minerais contenant des
matières radioactives naturelles (MRN) ainsi que la production d’énergie par combustion de charbon
contenant ces substances, ne font qu’augmenter l’exposition des sources naturelles de rayonnement. Les
centrales électriques nucléaires et autres installations nucléaires emploient des matières radioactives et
génèrent des effluents et des déchets radioactifs dans le cadre de leur exploitation et leur déclassement.
L’utilisation de matières radioactives dans les secteurs de l’industrie, de l’agriculture et de la recherche
connaît un essor mondial.
Toutes ces activités anthropiques provoquent des expositions aux rayonnements qui ne représentent
qu’une petite fraction du niveau moyen mondial d’exposition naturelle. Dans les pays développés,
l’utilisation des rayonnements à des fins médicales représente la plus importante source anthropique
d’exposition aux rayonnements et qui de plus ne cesse d’augmenter. Ces applications médicales englobent
la radiologie diagnostique, la radiothérapie, la médecine nucléaire et la radiologie interventionnelle.
L’exposition aux rayonnements découle également d’activités professionnelles. Elle est subie par les
employés des secteurs de l’industrie, de la médecine et de la recherche qui utilisent des rayonnements
ou des substances radioactives, ainsi que par les passagers et le personnel navigant pendant les voyages
aériens. Le niveau moyen des expositions professionnelles est généralement inférieur au niveau moyen
mondial des expositions naturelles aux rayonnements (voir Référence [1]).
Du fait de l’utilisation croissante des rayonnements, le risque pour la santé et les préoccupations du
public augmentent. Par conséquent, toutes ces expositions sont régulièrement évaluées afin:
— de mieux connaître les niveaux mondiaux et les tendances temporelles de l’exposition du public et
des salariés;
— d’évaluer les composantes de l’exposition et de chiffrer leur importance relative;
— d’identifier de nouvelles problématiques qui peuvent mériter une plus grande attention et
une surveillance. Alors que les doses reçues par les travailleurs sont le plus souvent mesurées
directement, celles reçues par le public sont habituellement évaluées par des méthodes indirectes
qui consistent à exploiter les résultats des mesurages de la radioactivité de déchets, effluents et/ou
échantillons environnementaux.
Afin de garantir que les données obtenues dans le cadre de programmes de surveillance de la
radioactivité permettent de répondre à l’objectif de l’évaluation, il est primordial que les parties
prenantes (par exemple, les exploitants de site nucléaire, les organismes de réglementation et les
autorités locales) conviennent des méthodes et modes opératoires appropriés pour obtenir des
échantillons représentatifs ainsi que pour la manipulation, le stockage, la préparation et le mesurage
des échantillons pour essai. Il est également nécessaire de procéder systématiquement à une évaluation
de l’incertitude globale de mesure. Pour toute décision en matière de santé publique s’appuyant sur
des mesures de la radioactivité, il est capital que les données soient fiables, comparables et adéquates
par rapport à l’objectif de l’évaluation; c’est pourquoi les Normes internationales spécifiant des
méthodes d’essai des radionucléides qui ont été vérifiées par des essais et validées sont un outil
important dans l’obtention de tels résultats de mesure. L’application de normes permet également de
garantir la comparabilité des résultats d’essai dans le temps et entre différents laboratoires d’essai.
Les laboratoires les appliquent pour démontrer leurs compétences techniques et pour passer les essais
d’aptitude lors d’études interlaboratoires, deux conditions préalables à l’obtention d’une accréditation
nationale.
À l’heure actuelle, plus d’une centaine de Normes internationales sont à la disposition des laboratoires
d’essai pour leur permettre de mesurer les radionucléides dans différentes matrices.
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ISO 18589-1:2019(F)

Les normes générales aident les laboratoires d’essai à maîtriser le processus de mesure en définissant
les exigences et méthodes générales d’étalonnage des appareils et de validation des techniques. Ces
normes viennent à l’appui de normes spécifiques qui décrivent les méthodes d’essai à mettre en œuvre
par le personnel, par exemple pour différents types d’échantillons. Les normes spécifiques couvrent les
méthodes d’essai relatives aux:
40 3 14
— radionucléides naturels (comprenant le K, le H, le C et les radionucléides des familles radioactives
226 228 234 238 210
du thorium et de l’uranium, notamment le Ra, le Ra, le U, le U et le Pb) qui peuvent être
retrouvés dans des matériaux issus de sources naturelles ou qui peuvent être émis par des procédés
technologiques impliquant des matières radioactives naturelles (par exemple, l’exploitation minière
et le traitement des sables minéraux ou la production et l’utilisation d’engrais phosphatés);
— radionucléides anthropiques, tels que les éléments transuraniens (américium, plutonium, neptunium,
3 14 90
curium), le H, le C, le Sr et les radionucléides émetteurs gamma retrouvés dans les déchets, les
effluents liquides et gazeux, dans les matrices environnementales (telles que l’eau, l’air, le sol, le
biote), dans l’alimentation et dans les aliments pour animaux à la suite de rejets autorisés dans
l’environnement, d’une contamination par des retombées radioactives engendrées par l’explosion
dans l’atmosphère de dispositifs nucléaires et d’une contamination par des retombées radioactives
résultant d’accidents tels que ceux qui se sont produits à Tchernobyl et à Fukushima.
La fraction du débit de dose d’exposition au rayonnement bruit de fond, due aux rayonnements
environnementaux, principalement aux rayonnements gamma, qu’une personne reçoit est très variable
et dépend de plusieurs facteurs tels que la radioactivité de la roche locale et du sol local, la nature des
matériaux de construction et la construction des bâtiments dans lesquels les personnes vivent ou
travaillent.
Une détermination fiable de l’activité massique des radionucléides émetteurs gamma dans différentes
matrices est nécessaire pour évaluer le niveau potentiel d’exposition des êtres humains, vérifier
la conformité à la législation en matière d’environnement et de radioprotection ou donner des
recommandations visant à limiter les risques sur la santé. Les radionucléides émetteurs gamma
sont également utilisés en tant que traceurs en biologie, médecine, physique, chimie et ingénierie. Un
mesurage précis de l’activité des radionucléides est également nécessaire pour la sécurité intérieure et
dans le cadre du traité de non-prolifération (T.N.P.).
Le présent document doit être utilisé dans le cadre d’un système de management de l’assurance qualité
(ISO/IEC 17025).
L’ISO 18589 est publiée en plusieurs parties, à utiliser ensemble ou séparément selon les besoins. Elles
sont complémentaires entre elles et s’adressent aux personnes chargées de déterminer la radioactivité
présente dans les sols, les socles rocheux et le minerai (MRN ou MRNAT). Les deux premières parties
sont générales et décrivent la définition des programmes et des techniques d’échantillonnage, des
méthodes de traitement général d’échantillons dans le laboratoire (ISO 18589-1), ainsi que la stratégie
d’échantillonnage et la technique d’échantillonnage des échantillons de sol, la manipulation et la
préparation des échantillons de sol (ISO 18589-2). L’ISO 18589-3, l’ISO 18589-4 et l’ISO 18589-5 traitent
de méthodes d’essai propres à un nucléide pour quantifier l’activité massique des radionucléides
90
émetteurs gamma (ISO 18589-3 et ISO 20042), des isotopes de plutonium (ISO 18589-4) et du Sr
(ISO 18589-5) des échantillons de sol. L’ISO 18589-6 traite des mesurages non spécifiques pour
quantifier rapidement des activités alpha globale ou bêta globale et l’ISO 18589-7 décrit un mesurage in
situ de radionucléides émetteurs gamma.
Les méthodes d’essai décrites dans l'ISO 18589-3 à l'ISO 18589-6 peuvent également être utilisées pour
mesurer les radionucléides dans une boue, dans un sédiment, dans un matériau de construction et dans
[2][3][4][5][22][23]
des produits de construction en suivant un mode opératoire d’échantillonnage approprié .
Le présent document fait partie d’un ensemble de Normes internationales traitant du mesurage de la
radioactivité dans l’environnement.
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NORME INTERNATIONALE ISO 18589-1:2019(F)
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 1:
Lignes directrices générales et définitions
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences générales qui s’appliquent à la réalisation des essais pour
des radionucléides, incluant l’échantillonnage du sol, comprenant les roches provenant du socle rocheux
et le minerai, ainsi que de matériaux et produits de construction, de poteries, etc. utilisant des MRN
ou résultant de procédés technologiques impliquant des matières radioactives naturelles améliorées
technologiquement (MRNAT), par exemple l’exploitation minière et le traitement des sables minéraux
ou la production et l’utilisation d’engrais phosphatés.
Pour plus de commodité, le terme «sol» utilisé dans le présent document couvre l’ensemble des éléments
susmentionnés.
Le présent document s’adresse aux personnes chargées de déterminer la radioactivité présente dans
les sols dans le cadre de la radioprotection. Cela concerne les sols de jardins ou de terres agricoles, les
sols de sites urbains ou industriels, ainsi que les sols qui ne font pas l’objet d’activités humaines.
Le présent document est applicable à tous les laboratoires, quel que soit l’effectif du personnel ou
l’étendue des activités d’essai. Lorsqu’un laboratoire ne réalise pas une ou plusieurs des activités
couvertes par le présent document, comme la planification, l’échantillonnage ou les essais, les exigences
correspondantes ne s’appliquent pas.
Le présent document est destiné à être utilisé conjointement à d’autres parties de l’ISO 18589 qui
traitent de l’établissement des programmes et des techniques d’échantillonnage, de méthodes de
traitement général des échantillons en laboratoire, ainsi que des méthodes de mesure de la radioactivité
contenue dans le sol. Il a pour objet de:
— définir les principaux termes relatifs aux sols, à l’échantillonnage, à la radioactivité et à son mesurage;
— présenter les origines de la radioactivité contenue dans les sols;
— décrire quelques-uns des principaux objectifs poursuivis par les études de la radioactivité dans les
prélèvements de sol;
— présenter les principes des études sur la radioactivité des sols;
— identifier les exigences en matière d’analyse et de mode opératoire lors du mesurage de la
radioactivité contenue dans le sol.
Le présent document est applicable lorsque des mesurages de radionucléides doivent être effectués
dans le cadre de la radioprotection dans les cas suivants:
— caractérisation initiale de la radioactivité dans l’environnement;
— surveillance de routine de l’impact des installations nucléaires ou de l’évolution du territoire dans
son ensemble;
— recherches de situations d’accident ou d’incident;
— planification et surveillance des actions de remédiation;
— déclassement d’installations ou mise au rebut des matériaux.
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ISO 18589-1:2019(F)

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 11074, Qualité du sol — Vocabulaire
ISO 11929 (toutes les parties), Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de
détection et extrémités de l’intervalle élargi) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes
fondamentaux et applications
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais
ISO 18589-2, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 2: Lignes directrices pour
la sélection de la stratégie d'échantillonnage, l'échantillonnage et le prétraitement des échantillons
Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
(GUM: 1995)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
3.1 Termes généraux
3.1.1
surveillance de routine
surveillance effectuée périodiquement et destinée à observer l’évolution des caractéristiques
radioactives du sol
3.1.2
analyse de caractérisation
ensemble d’observations contribuant à caractériser, à un moment donné, les propriétés radioactives
d’un échantillon de sol en vue de l’utiliser comme référentiel
Note 1 à l'article: Le rapport d’essai peut inclure d’autres caractéristiques du site étudié.
3.1.3
distribution verticale de la radioactivité
détermination de la radioactivité dans des couches de l’écorce terrestre prélevées à différentes
profondeurs de façon à tracer le profil vertical de la distribution par un radionucléide ou un groupe de
radionucléides
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ISO 18589-1:2019(F)

3.2 Termes relatifs aux sols
3.2.1
sol
couche supérieure de la croûte terrestre transformée par des processus climatiques, physico-chimiques
et biologiques et composée de particules minérales, de matière organique, d’eau, d’air et d’organismes
vivants, organisée en horizons de sols génériques
Note 1 à l'article: Dans une acception plus large relevant du génie civil, le terme «sol» inclut l’horizon superficiel
et le sous-sol; les dépôts tels que les argiles, limons, sables, graviers, gravillons, pierres, ainsi que la matière
organique et les dépôts tels que la tourbe; les matériaux d’origine anthropique tels que les déchets; les gaz et
l’humidité du sol; et les organismes vivants.
Note 2 à l'article: Les matières minérales comprennent la terre, le sable, l’argile, les ardoises, les pierres, etc. qui
peuvent être utilisés comme matériaux de construction et intégrés dans des produits de construction.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 2.1.11]
3.2.2
couvert herbacé
strate basse de la végétation constituée essentiellement d’espèces herbacées de nature variée, présente
par exemple dans les prairies, les pelouses ou les jachères
3.2.3
horizon de sol
couche élémentaire d’un sol, plus ou moins parallèle à la surface, d’apparence homogène pour la plupart
des caractères morphologiques (couleur, texture, structure, etc.)
Note 1 à l'article: La succession des horizons de sol constitue le profil et permet de définir, avec l’appoint éventuel
de quelques critères analytiques, le type morphogénétique de sol.
3.3 Termes relatifs à l’échantillonnage
3.3.1
échantillon
partie de matériau choisie dans une quantité de matériau plus grande, prélevée dans le but de réaliser
des essais
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.1.17, modifiée — «du sol» a été supprimé et la dernière partie de la
définition a été ajoutée.]
3.3.2
échantillonnage
mode opératoire défini consistant à prélever une partie du sol dans le but de réaliser des essais
Note 1 à l'article: Dans certains cas, l’échantillon peut ne pas être représentatif, mais être prélevé pour des
raisons de disponibilité.
Note 2 à l'article: Les modes opératoires d’échantillonnage décrivent tous les processus nécessaires pour fournir
au laboratoire les échantillons nécessaires pour atteindre les objectifs de l’étude de la radioactivité des sols.
Cela comprend la sélection, le plan d’échantillonnage, le prélèvement et la préparation des échantillons prélevés
dans le sol.
3.3.3
stratégie d’échantillonnage
ensemble d’options techniques visant à résoudre, en fonction des objectifs et du site considérés, les
deux principales questions que sont la densité d’échantillonnage et la répartition spatiale des zones
d’échantillonnage
Note 1 à l'article: La stratégie d’échantillonnage fournit l’ensemble des options techniques qui sont requises dans
le plan d’échantillonnage.
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ISO 18589-1:2019(F)

3.3.4
zone d’échantillonnage
zone dans laquelle sont effectués les différents prélèvements d’échantillons
Note 1 à l'article: Un site peut être divisé en plusieurs zones d’échantillonnage.
3.3.5
plan d’échantillonnage
protocole précis qui, d’après l’application des principes de la stratégie adoptée, définit les dimensions
spatiales et temporelles de l’échantillonnage, la fréquence, le nombre d’échantillons, les quantités
prélevées, etc., ainsi que les ressources humaines nécessaires à l’opération d’échantillonnage
3.3.6
échantillonnage aléatoire
échantillonnage dans la zone d’échantillonnage, effectué de manière aléatoire dans l’espace et dans
le temps
3.3.7
échantillonnage systématique
échantillonnage dans la zone d’échantillonnage, effectué de manière systématique dans l’espace et dans
le temps
3.3.8
échantillonnage systématique aléatoire
échantillonnage effectué de manière aléatoire dans chaque unité d’échantillonnage à partir d’une série
d’unités d’échantillonnage systématiquement définies
3.3.9
unité d’échantillonnage
portion de la zone d’échantillonnage dont les limites peuvent être physiques ou hypothétiques
Note 1 à l'article: Ces unités d’échantillonnage sont obtenues en divisant la zone d’échantillonnage en mailles
unitaires en fonction de la grille d’échantillonnage.
3.3.10
grille d’échantillonnage
système de localisation des échantillonnages fondé sur les résultats des modes opératoires statistiques
Note 1 à l'article: On obtient ainsi une série de points d’échantillonnage prédéterminés servant à surveiller
un ou plusieurs sites spécifiés. La zone d’échantillonnage est divisée en plusieurs unités d’échantillonnage ou
mailles élémentaires, le plus souvent carrées ou rectangulaires (en fonction des caractéristiques de la source de
pollution, les grilles circulaires ou linéaires ne sont pas à exclure).
3.3.11
prélèvement élémentaire
quantité individuelle de matériau prélevée en une seule opération à l’aide d’un dispositif de prélèvement
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.1.8]
Note 1 à l'article: Les prélèvements élémentaires peuvent être regroupés pour former un échantillon composite.
3.3.12
sous-échantillon
échantillon dans lequel le matériau d’intérêt fait l’objet d’une distribution aléatoire en parties de taille
égale ou inégale
3.3.13
échantillon unitaire
quantité représentative du matériau, supposée homogène, prélevée d’une
...

Questions, Comments and Discussion

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