Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the coverage interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application — Part 3: Applications to unfolding methods

The ISO 11929 series specifies a procedure, in the field of ionizing radiation metrology, for the calculation of the "decision threshold", the "detection limit" and the "limits of the coverage interval" for a non-negative ionizing radiation measurand when counting measurements with preselection of time or counts are carried out. The measurand results from a gross count rate and a background count rate as well as from further quantities on the basis of a model of the evaluation. In particular, the measurand can be the net count rate as the difference of the gross count rate and the background count rate, or the net activity of a sample. It can also be influenced by calibration of the measuring system, by sample treatment and by other factors. ISO 11929 has been divided into four parts covering elementary applications in ISO 11929-1, advanced applications on the basis of the ISO/IEC Guide 98-3-1 in ISO 11929-2, applications to unfolding methods in this document, and guidance to the application in ISO 11929-4. ISO 11929-1 covers basic applications of counting measurements frequently used in the field of ionizing radiation metrology. It is restricted to applications for which the uncertainties can be evaluated on the basis of the ISO/IEC Guide 98-3 (JCGM 2008). In Annex A of ISO 11929-1:2019, the special case of repeated counting measurements with random influences is covered, while measurements with linear analogous ratemeters, are covered in Annex B of ISO 11929-1:2019. ISO 11929-2 extends the former ISO 11929:2010 to the evaluation of measurement uncertainties according to the ISO/IEC Guide 98-3-1. ISO 11929-2 also presents some explanatory notes regarding general aspects of counting measurements and on Bayesian statistics in measurements. This document deals with the evaluation of measurements using unfolding methods and counting spectrometric multi-channel measurements if evaluated by unfolding methods, in particular, for alpha- and gamma‑spectrometric measurements. Further, it provides some advice on how to deal with correlations and covariances. ISO 11929-4 gives guidance to the application of the ISO 11929 series, summarizes shortly the general procedure and then presents a wide range of numerical examples. ISO 11929 Standard also applies analogously to other measurements of any kind especially if a similar model of the evaluation is involved. Further practical examples can be found, for example, in ISO 18589[7], ISO 9696[2], ISO 9697[3], ISO 9698[4], ISO 10703[5], ISO 7503[1], ISO 28218[8], and ISO 11665[6]. NOTE A code system, named UncertRadio, is available for calculations according to ISO 11929- 1 to ISO 11929-3. UncertRadio[35][36] can be downloaded for free from https://www.thuenen.de/en/fi/fields-of-activity/marine-environment/coordination-centre-of-radioactivity/uncertradio/. The download contains a setup installation file which copies all files and folders into a folder specified by the user. After installation one has to add information to the PATH of Windows as indicated by a pop‑up window during installation. English language can be chosen and extensive "help" information is available.

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 — Partie 3: Applications aux méthodes de déconvolution

La série ISO 11929 spécifie une procédure applicable, dans le domaine de la métrologie des rayonnements ionisants, pour le calcul du «seuil de décision», de la «limite de détection» et des «limites de l'intervalle élargi» pour un mesurande de rayonnement ionisant non négatif, lorsque des mesurages par comptage sont effectués avec une présélection du temps ou du nombre d'impulsions. Le mesurande résulte d'un taux de comptage brut et d'un taux de comptage du bruit de fond ainsi que de grandeurs supplémentaires reposant sur un modèle d'évaluation. En particulier, le mesurande peut être le taux de comptage net défini comme la différence du taux de comptage brut et du taux de comptage du bruit de fond, ou l'activité nette d'un échantillon. Il peut également être influencé par l'étalonnage du système de mesure, par le traitement de l'échantillon et par d'autres facteurs. L'ISO 11929 a été scindée en quatre parties couvrant les applications élémentaires dans l'ISO 11929-1, les applications avancées reposant sur le Guide ISO/IEC 98-3-1 dans l'ISO 11929-2, les applications aux méthodes de déconvolution dans le présent document, et les recommandations d'application dans l'ISO 11929-4. L'ISO 11929-1 couvre les applications de base des mesurages par comptage souvent utilisées dans le domaine de la métrologie des rayonnements ionisants. Elle se limite aux applications pour lesquelles il est possible d'évaluer les incertitudes sur la base du Guide ISO/IEC 98-3 (JCGM 2008). L'Annexe A de l'ISO 11929-1:2019 traite du cas particulier des mesurages répétés par comptage avec des influences aléatoires, alors que l'Annexe B de l'ISO 11929-1:2019 couvre les mesurages avec des ictomètres analogiques linéaires. L'ISO 11929-2 étend l'ancienne ISO 11929:2010 à l'évaluation des incertitudes de mesure conformément au Guide ISO/IEC 98-3-1. L'ISO 11929-2 contient également plusieurs notes explicatives concernant les aspects généraux des mesurages par comptage et les statistiques bayésiennes dans les mesurages. Le présent document traite de l'évaluation des mesurages en utilisant des méthodes de déconvolution ainsi que de l'évaluation des mesurages multicanaux spectrométriques par comptage en cas d'évaluation par des méthodes de déconvolution, en particulier pour les mesurages spectrométriques alpha et gamma. Il fournit en outre des conseils pour le traitement avec des corrélations et des covariances. L'ISO 11929-4 fournit des recommandations pour l'application de la série ISO 11929, résume les grandes lignes de la procédure générale et présente ensuite un large éventail d'exemples numériques. La norme ISO 11929 s'applique également de manière analogue à d'autres mesurages de tout type, notamment si un modèle d'évaluation similaire est concerné. D'autres exemples pratiques sont, par exemple, disponibles dans l'ISO 18589[7], l'ISO 9696[2], l'ISO 9697[3], l'ISO 9698[4], l'ISO 10703[5], l'ISO 7503[1], l'ISO 28218[8] et l'ISO 11665[6]. NOTE Un logiciel, baptisé UncertRadio, est disponible pour les calculs conformes aux ISO 11929-1 à ISO 11929-3. UncertRadio[35][36] peut être téléchargé gratuitement à l'adresse: https://www.thuenen.de/en/fi/fields-of-activity/marine-environment/coordination-centre-of-radioactivity/ uncertradio/. Le logiciel disponible en téléchargement contient un fichier d'installation qui copie tous les fichiers et dossiers à un emplacement spécifié par l'utilisateur. Après l'installation, des informations doivent être saisies concernant le CHEMIN sous Windows qui a été indiqué dans une fenêtre contextuelle au cours de l'installation. La langue anglaise peut être choisie et des informations d'aide étendue sont proposées.

General Information

Status
Published
Publication Date
12-Feb-2019
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
12-Dec-2025
Completion Date
13-Dec-2025
Ref Project

Relations

Standard
ISO 11929-3:2019 - Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the coverage interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application — Part 3: Applications to unfolding methods Released:2/13/2019
English language
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ISO 11929-3:2019 - 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 — Partie 3: Applications aux méthodes de déconvolution Released:6/12/2020
French language
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Standards Content (Sample)


INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11929-3
Second edition
2019-02
Determination of the characteristic
limits (decision threshold, detection
limit and limits of the coverage
interval) for measurements of ionizing
radiation — Fundamentals and
application —
Part 3:
Applications to unfolding methods
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 —
Partie 3: Applications aux méthodes de déploiement
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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Fax: +41 22 749 09 47
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Quantities and symbols . 6
5 Evaluation of a measurement using unfolding methods . 8
5.1 General aspects . 8
5.2 Models of unfolding and general uncertainty evaluation . 8
5.3 Unfolding as a sub-model .10
5.4 Input quantities and their uncertainties .10
5.5 Parameters of unfolding.11
5.6 Procedure for unfolding .12
5.7 Modification for Poisson distributed count numbers for unfolding .14
5.8 Evaluation of the primary results and their associated standard uncertainties .15
5.9 Standard uncertainty as a function of an assumed true value of the measurand .16
5.10 Decision threshold, detection limit and assessments .17
5.10.1 Specifications .17
5.10.2 Decision threshold.18
5.10.3 Detection limit .18
5.10.4 Assessments . . .18
5.11 Coverage interval and the best estimate and its associated standard uncertainty.18
5.11.1 General aspects .18
5.11.2 The probabilistically symmetric coverage interval .19
5.11.3 The shortest coverage interval .20
5.12 Documentation .20
Annex A (informative) Correlations and covariances .22
Annex B (informative) Spectrum unfolding in nuclear spectrometric measurement .25
Bibliography .37
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 This document was prepared by ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear
technologies, and radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This second edition of ISO 11929-3 together with ISO 11929-1, ISO 11929-2, cancels and replaces
ISO 11929:2010 which have been technically revised, specifically with reference to the type of statistical
treatment of the data and extended with respect to the methodology of uncertainty assessment from
the ISO/IEC Guide 98-3:2009, to the ISO/IEC Guide 98-3-1:2008.
A list of all the parts in the ISO 11929 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2019 – All rights reserved

Introduction
Measurement uncertainties and characteristic values, such as the decision threshold, the detection limit
and limits of the coverage interval for measurements as well as the best estimate and its associated
standard measurement uncertainty, are of importance in metrology in general and for radiological
protection in particular. The quantification of the uncertainty associated with a measurement result
provides a basis for the trust an individual can have in a measurement result. Conformity with
regulatory limits, constraints or reference values can only be demonstrated by taking into account and
quantifying all sources of uncertainty. Characteristic limits provide, at the end, the basis for deciding
under uncertainty.
This standard provides characteristic values of a non-negative measurand of ionizing radiation. It is
also applicable for a wide range of measuring methods extending beyond measurements of ionizing
radiation.
The limits to be provided according to the ISO 11929 series for specified probabilities of wrong decisions
allow detection possibilities to be assessed for a measurand and for the physical effect quantified by
this measurand as follows:
— the “decision threshold” allows a decision to be made on whether or not the physical effect quantified
by the measurand is present;
— the “detection limit” indicates the smallest true quantity value of the measurand that can still be
detected with the applied measurement procedure; this gives a decision on whether or not the
measurement procedure satisfies the requirements and is therefore suitable for the intended
measurement purpose;
— the “limits of the coverage interval” enclose, in the case of the physical effect recognized as present,
a coverage interval containing the true quantity value of the measurand with a specified probability.
Hereinafter, the limits mentioned are jointly called the “characteristic limits”.
NOTE According to ISO/IEC Guide 99:2007 updated by JCGM 200:2012 the term “coverage interval” is used
here instead of “confidence interval” in order to distinguish the wording of Bayesian terminology from that of
conventional statistics.
All the characteristic values are based on Bayesian statistics and on the ISO/IEC 98-3 Guide to the
Expression of Uncertainty in Measurement as well as on the ISO/IEC Guide 98-3-1 and ISO/IEC 98-3-2.
As explained in detail in ISO 11929-2, the characteristic values are mathematically defined by means of
moments and quantiles of probability distributions of the possible measurand values.
Since measurement uncertainty plays an important part in ISO 11929, the evaluation of measurements
and the treatment of measurement uncertainties are carried out by means of the general procedures
according to the ISO/IEC Guide 98-3 and to the ISO/IEC Guide 98-3-1; see also References [9] to [13].
This enables the strict separation of the evaluation of the measurements, on the one hand, and the
provision and calculation of the characteristic values, on the other hand. The ISO 11929 series makes
use of a theory of uncertainty in measurement [14] to [16] based on Bayesian statistics (e.g. [17] to [22])
in order to allow to take into account also those uncertainties that cannot be derived from repeated or
counting measurements. The latter uncertainties cannot be handled by frequentist statistics.
Because of developments in metrology concerning measurement uncertainty laid down in the
ISO/IEC Guide 98-3, ISO 11929:2010 was drawn up on the basis of the ISO/IEC Guide 98-3, but using
Bayesian statistics and the Bayesian theory of measurement uncertainty. This theory provides a
Bayesian foundation for the ISO/IEC Guide 98-3. Moreover, ISO 11929:2010 was based on the definitions
[9] [10] [11]
of the characteristic values , the standard proposal , and the introducing article . It unified and
replaced all earlier parts of ISO 11929 and was applicable not only to a large variety of particular
measurements of ionizing radiation but also, in analogy, to other measurement procedures.
Since the ISO/IEC Guide 98-3-1 has been published, dealing comprehensively with a more general
treatment of measurement uncertainty using the Monte Carlo method in complex measurement
[12]
evaluations. This provided an incentive for writing a corresponding Monte Carlo supplement to
ISO 11929:2010 and to revise ISO 11929:2010. The revised ISO 11929 is also essentially founded on
Bayesian statistics and can serve as a bridge between ISO 11929:2010 and the ISO/IEC Guide 98-3-1.
Moreover, more general definitions of the characteristic values (ISO 11929-2) and the Monte Carlo
computation of the characteristic values make it possible to go a step beyond the present state of
standardization laid down in ISO 11929:2010 since probability distributions rather than uncertainties
can be propagated. It is thus more comprehensive and extending the range of applications.
The revised ISO 11929, moreover, is more explicit on the calculation of the characteristic values. It
corrects also a problem in ISO 11929:2010 regarding uncertain quantities and influences, which do
not behave randomly in measurements repeated several times. Reference [13] gives a survey on the
basis of the revision. Furthermore, this document gives detailed advice how to calculate characteristic
values in the case of multivariate measurements using unfolding methods. For such measurements, the
ISO/IEC Guide 98-3-2 provides the basis of the uncertainty evaluation.
Formulas are provided for the calculation of the characteristic values of an ionizing radiation
measurand via the “standard measurement uncertainty” of the measurand (hereinafter the “standard
uncertainty”) derived according to the ISO/IEC Guide 98-3 as well as via probability density functions
(PDFs) of the measurand derived in accordance with ISO/IEC Guide 98-3-1. The standard uncertainties
or probability density functions take into account the uncertainties of the actual measurement as well
as those of sample treatment, calibration of the measuring system and other influences. The latter
uncertainties are assumed to be known from previous investigations.
vi © ISO 2019 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 11929-3:2019(E)
Determination of the characteristic limits (decision
threshold, detection limit and limits of the coverage
interval) for measurements of ionizing radiation —
Fundamentals and application —
Part 3:
Applications to unfolding methods
1 Scope
The ISO 11929 series specifies a procedure, in the field of ionizing radiation metrology, for the
calculation of the “decision threshold”, the “detection limit” and the “limits of the coverage interval” for
a non-negative ionizing radiation measurand when counting measurements with preselection of time
or counts are carried out. The measurand results from a gross count rate and a background count rate
as well as from further quantities on the basis of a model of the evaluation. In particular, the measurand
can be the net count rate as the difference of the gross count rate and the background count rate, or
the net activity of a sample. It can also be influenced by calibration of the measuring system, by sample
treatment and by other factors.
ISO 11929 has been divided into four parts covering elementary applications in ISO 11929-1, advanced
applications on the basis of the ISO/IEC Guide 98-3-1 in ISO 11929-2, applications to unfolding methods
in this document, and guidance to the application in ISO 11929-4.
ISO 11929-1 covers basic applications of counting measurements frequently used in the field of ionizing
radiation metrology. It is restricted to applications for which the uncertainties can be evaluated on
the basis of the ISO/IEC Guide 98-3 (JCGM 2008). In Annex A of ISO 11929-1:2019, the special case of
repeated counting measurements with random influences is covered, while measurements with linear
analogous ratemeters, are covered in Annex B of ISO 11929-1:2019.
ISO 11929-2 extends the former ISO 11929:2010 to the evaluation of measurement uncertainties
according to the ISO/IEC Guide 98-3-1. ISO 11929-2 also presents some explanatory notes regarding
general aspects of counting measurements and on Bayesian statistics in measurements.
This document deals with the evaluation of measurements using unfolding methods and counting
spectrometric multi-channel measurements if evaluated by unfolding methods, in particular, for
alpha- and gamma-spectrometric measurements. Further, it provides some advice on how to deal with
correlations and covariances.
ISO 11929-4 gives guidance to the application of the ISO 11929 series, summarizes shortly the general
procedure and then presents a wide range of numerical examples.
ISO 11929 Standard also applies analogously to other measurements of any kind especially if a
similar model of the evaluation is involved. Further practical examples can be found, for example,
[7] [2] [3] [4] [5] [1] [8]
in ISO 18589 , ISO 9696 , ISO 9697 , ISO 9698 , ISO 10703 , ISO 7503 , ISO 28218 , and
[6]
ISO 11665 .
NOTE A code system, named UncertRadio, is available for calculations according to ISO 11929- 1 to
[35][36]
ISO 11929-3. UncertRadio can be downloaded for free from https: //www .thuenen .de/en/fi/fields -of
-activity/marine -environment/coordination -centre -of -radioactivity/uncertradio/. The download contains a
setup installation file which copies all files and folders into a folder specified by the user. After installation one
has to add information to the PATH of Windows as indicated by a pop-up window during installation. English
language can be chosen and extensive “help” information is available.
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 3534-1, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 1: General statistical terms and terms used in
probability
ISO 80000-1, Quantities and units — Part 1: General
ISO 80000-10, Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 1: Guide to the expression of uncertainty in
measurement, JCGM 100:2008
ISO/IEC Guide 98-3-1, Evaluation of measurement data — Supplement 1 to the “Guide to the expression of
uncertainty in measurement” — a Propagation of distributions using a Monte Carlo method, JCGM 101:2008
ISO/IEC Guide 98-3-2, Evaluation of measurement data — Supplement 2 to the “Guide to the expression of
uncertainty in measurement” — Models with any number of output quantities, JCGM 102:2011
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 80000-1, ISO 80000-10,
ISO/IEC Guide 98-3, ISO/IEC Guide 98-3-1, ISO/IEC 98-3-2, ISO/IEC Guide 99 and ISO 3534-1 and the
following apply.
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
quantity value
value of a quantity
value
number and reference together expressing magnitude of a quantity
[SOURCE: JCGM 200:2012, 1.19]
3.2
measurement
process of experimentally obtaining one or more quantity values that can reasonably be attributed to a
quantity
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.1]
3.3
measurand
quantity intended to be measured
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.3]
2 © ISO 2019 – All rights reserved

3.4
coverage interval
interval containing the set of true quantity values of a measurand with a stated probability, based on
the information available
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.36]
Note 1 to entry: A coverage interval does not need to be centred on the chosen measured quantity value (see
JCGM 101:2008).
Note 2 to entry: A coverage interval should not be termed “confidence interval” to avoid confusion with the
statistical concept.
3.5
measurement method
method of measurement
generic description of a logical organization of operations used in a measurement
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.4]
3.6
measurement procedure
detailed description of a measurement according to one or more measurement principles and to a
given measurement method, based on a measurement model and including any calculation to obtain a
measurement result
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.6]
3.7
measurement result
result of measurement
set of quantity values being attributed to a measurand together with any other available relevant
information
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.9]
3.8
measured quantity value
value of a measured quantity
measured value
quantity value representing a measurement result
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.10]
3.9
true quantity value
true value of a quantity
true value
quantity value consistent with the definition of a quantity
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.11]
Note 1 to entry: In the Error Approach to describing measurement, a true quantity value is considered unique
and, in practice, unknowable. The Uncertainty Approach is to recognize that, owing to the inherently incomplete
amount of detail in the definition of a quantity, there is not a single true quantity value but rather a set of
true quantity values consistent with the definition. However, this set of values is, in principle and in practice,
unknowable. Other approaches dispense altogether with the concept of true quantity value and rely on the
concept of metrological compatibility of measurement results for assessing their validity.
Note 2 to entry: When the definitional uncertainty associated with the measurand is considered to be negligible
compared to the other components of the measurement uncertainty, the measurand may be considered to have
an “essentially unique” true quantity value. This is the approach taken by the ISO/IEC Guide 98-3 and associated
documents, where the word “true” is considered to be redundant.
3.10
measurement uncertainty
uncertainty of measurement
uncertainty
non-negative parameter characterizing the dispersion of the quantity values being attributed to a
measurand, based on the information used
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.26]
Note 1 to entry: Measurement uncertainty includes components arising from systematic effects, such as
components associated with corrections and the assigned quantity values of measurement standards, as well
as the definitional uncertainty. Sometimes estimated systematic effects are not corrected for but, instead,
associated measurement uncertainty components are incorporated.
Note 2 to entry: The parameter may be, for example, a standard deviation called standard measurement
uncertainty (or a specified multiple of it), or the half-width of an interval, having a stated coverage probability.
Note 3 to entry: Measurement uncertainty comprises, in general, many components. Some of these may be
evaluated by Type A evaluation of measurement uncertainty from the statistical distribution of the quantity
values from series of measurements and can be characterized by standard deviations. The other components,
which may be evaluated by Type B evaluation of measurement uncertainty, can also be characterized by standard
deviations, evaluated from probability density functions based on experience or other information.
Note 4 to entry: In general, for a given set of information, it is understood that the measurement uncertainty is
associated with a stated quantity value attributed to the measurand. A modification of this value results in a
modification of the associated uncertainty.
3.11
model of evaluation
set of mathematical relationships between all measured and other quantities involved in the evaluation
of measurements
Note 1 to entry: The model of evaluation does not need to be an explicit function; it can also be an algorithm
realized by a computer code.
3.12
decision threshold
value of the estimator of the measurand, which when exceeded by the result of an actual measurement
using a given measurement procedure of a measurand quantifying a physical effect, is used to decide
that the physical effect is present
Note 1 to entry: The decision threshold is defined such that in cases where the measurement result, y, exceeds
*
the decision threshold, y , the probability that the true value of the measurand is zero is less or equal to a chosen
probability for a wrong decision, α.
*
Note 2 to entry: If the result, y, is below the decision threshold, y , it is decided to conclude that the result cannot
be attributed to the physical effect; nevertheless it cannot be concluded that it is absent.
3.13
detection limit
smallest true value of the measurand which ensures a specified probability of being detectable by the
measurement procedure
Note 1 to entry: With the decision threshold (3.12), the detection limit is the smallest true value of the measurand
for which the probability of wrongly deciding that the true value of the measurand is zero is equal to a specified
value, β, when, in fact, the true value of the measurand is not zero. The probability of being detectable is
consequently (1 − β).
Note 2 to entry: The terms detection limit and decision threshold are used in an ambiguous way in different
standards (e.g. standards related to chemical analysis or quality assurance). If these terms are referred to one
has to state according to which standard they are used.
4 © ISO 2019 – All rights reserved

3.14
limits of the coverage interval
values which define a coverage interval
Note 1 to entry: A coverage interval is sometimes known as a credible interval or a Bayesian interval. Its limits
are calculated in the ISO 11929 series to contain the true value of the measurand with a specified probability
(1 − γ).
Note 2 to entry: The definition of a coverage interval is ambiguous without further stipulations. In this standard
two alternatives, namely the probabilistically symmetric and the shortest coverage interval are used.
3.15
best estimate of the true quantity value of the measurand
expectation value of the probability distribution of the true quantity value of the measurand, given the
experimental result and all prior information on the measurand
Note 1 to entry: The best estimate is the one, among all possible estimates of the measurand on the basis of given
information, which is associated with the minimum uncertainty.
3.16
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.
3.17
background effect
measurement effect caused by radiation other than that caused by the object of the measurement itself
Note 1 to entry: The background effect can be due to natural radiation sources or radioactive materials in or
around the measuring instrumentation and also to the sample itself (for instance, from other lines in a spectrum).
3.18
background effect in spectrometric measurement
number of events of no interest in the region of a specific line in the spectrum
3.19
net effect
contribution of the possible radiation of a measurement object (for instance, of a radiation source or
radiation field) to the measurement effect
3.20
gross effect
measurement effect caused by the background effect and the net effect
3.21
shielding factor
factor describing the reduction of the background count rate by the effect of shielding caused by the
measurement object
3.22
relaxation time constant
duration in which the output signal of a linear-scale ratemeter decreases to 1/e times the starting value
after stopping the sequence of the input pulses
4 Quantities and symbols
The symbols for auxiliary quantities and the symbols only used in the annexes are not listed. Physical
quantities are denoted by upper-case letters but shall be carefully distinguished from their values,
denoted by the corresponding lower-case letters.
A response matrix of the spectrometer
A elements of the response matrix A
ik
a , a parameters in an algebraic expression of the standard uncertainty of a net counting rate
0 1
b width of a gamma peak, in channels
c position parameter of a peak j, in gamma-ray or alpha-ray spectrometry
j
diag indicator for a diagonal matrix
D matrix converting measured activities to decay corrected activity concentrations
d set of statistically independent quantities
f function representing the analogue of the total peak area method design factor [1 + b/(2L)]
B
for the peak fitting case (gamma-ray spectrometry)
f self-attenuation correction factor for gamma-line i
att,i
f true-coincidence-summing correction factor for gamma-line i
TCS,i
f decay correction factor including the decay during the measurement
d
G function of the input quantities X (i = 1, …, m)
k i
G column matrix of the G
k
h full width at half-maximum of a peak, in channels
h(.) function as part of an implicit model
H()ϑ functional relationship representing the spectral density at ϑ of a multi-channel spectrum
i i
i number of a channel in a multi-channel spectrum obtained by a spectrometric nuclear
radiation measurement (i = 1,.1 m)
+
J matrix of partial derivatives of y with respect to parameters y
L width of a background region (in channels) adjacent to a gamma peak
L k-th element of a system of functions describing spectral densities, which constitute by
k
superposition the total fitting function
m number of input quantities; or number of channels in the spectrum; number of lines per
nuclide used for activity calculation; or a parameter index
6 © ISO 2019 – All rights reserved

N Poisson-distributed random variable of events counted in channel, i, during the measuring
i
time, t (i =, …, m)
n number of events counted in a channel, i, during the measuring time, t (i =, …, m), esti-
i
mate of N
i
n number of output quantities in unfolding
n gross counts in a peak region
g
n average background counts per channel (spectrum)
p estimate of an input quantity which is not subject to fitting (parameter); contained in the
i
response matrix A
p column matrix of the p
i
p values of non-linear parameters held fixed at their calibrated estimates
c
p alpha emission probability of gamma-line i
α,i
p gamma emission probability of gamma-line i
γ,i
q column matrix of input quantities considered as parameters; mainly contained in the
matrix D
Q matrix of partial derivatives of y with respect to parameters p
+
Q′ matrix of partial derivatives of y with respect to parameters q
R net counting rate of the peak i of interest
ni
R net counting rate of a background spectrum peak at the position of the peak i of interest
ni,0
R gross counting rate of the peak i of interest
gi
R counting rate of the trapezoidal background continuum of the peak i of interest
Ti
t duration of measurement
X random variable of the rate of events counted in channel i during the measuring time, t,
i
input quantity of the evaluation, X = N /t (i = 1, …, m)
i i
X column matrix of the X
i
x rate of events counted in channel, i, during the measuring time, t, x = n /t (i = 1, …, m), esti-
i i i
mate of X
i
x column matrix of the x
i
x column matrix of net counting rates
net
u(x , x ) covariance associated with x and x
i j i j
u(y ) standard uncertainty associated with y
k k
U uncertainty matrix of X
x
U uncertainty matrix of Y
y
T
w column matrix of input estimates; w = (x , …, x , p , p , …) (transposed row matrix)
1 m 1 2
Y output quantity (parameter) derived from the multi-channel spectrum by unfolding meth-
k
ods (k = 1, …, n)
Y column matrix of the Y
k
y estimate of the output quantity Y (k = 1, …, n) resulting from (primary) unfolding
k k


y column matrix y after replacement of y with y
+
Y column matrix of final output quantity values after conversion to decay corrected activity
concentrations
Y column matrix of background counting rates
z column matrix of values z fitted to the values x
i i
Δ fractional size of a parameter j, used for the parameter increment in partial derivatives
j
with respect to this parameter
ϑ continuous parameter, e.g. energy or time) related to the different channel numbers in a
gamma-ray spectrum
value of ϑ connected with channel (i = 1, …, m)
ϑ
i
ε detection efficiency of a nuclide i or of a gamma-line i
i
η area fraction of tailing component l of an alpha peak, shape parameter in alpha spectrometry
l
τ tailing parameter of tailing component l of an alpha peak, shape parameter in alpha spec-
l
trometry
σ width of a Gaussian, parameter in alpha spectrometry
function describing the shape of an individual spectral line or of a background contribu-
ψ ()ϑ
k
tion (k = 1, …, n)
5 Evaluation of a measurement using unfolding methods
5.1 General aspects
This clause is based on the ISO/IEC Guide 98-3 and the ISO/IEC Guide 98-3-2. The latter extends the
ISO/IEC Guide 98-3 framework to any number of output quantities. Stipulations are made regarding the
evaluation of nuclear radiation counting and spectrometric measurements by unfolding methods and
the calculation of the characteristic values.
5.2 Models of unfolding and general uncertainty evaluation
When simultaneously measuring more than one output quantity, their individual probability
distributions are superimposed with respect to an independent quantity such as radiation energy
or time, which may yield (e.g. an energy spectrum or a time-dependent decay-curve) as the primary
output of the measurement. Most often, the superposition is linear. A problem occurs if their individual
probability distributions suffer from smearing or broadening (e.g. by a non-ideal detector response
distribution function). The process of reconstructing the original probability density functions from
the measured one, an energy spectrum or a decay-curve, and from the (known) detection response
density function is termed as “unfolding”.
Thus, measuring values y of physical quantities Y (rank n), like radionuclide-specific activities or
counting rates, starts from measuring values x of X (rank m) (e.g. which represent the channel contents
of a multichannel spectrum (energy spectrum) or measured counting rates forming a time-dependent
8 © ISO 2019 – All rights reserved

decay-curve). In the context of this standard, such a measurement is treated as a linear superposition of
the source activity and background related distribution functions (or contributions) A of the
k,i
radionuclide k to each of the components i of the measured x: xA= y .
ik ,ik

k
Although functional representations of detector response functions A (e.g. gamma line-shape) may
k,i
depend non-linearly on parameters like the width parameter, their associated net areas are always
linearly superimposed.
A measurement of more than one output quantity requires a multivariate measurement model. Such
quantities are generally mutually correlated because they depend on common input quantities.
Depending on how Formulas for evaluating the values of each Y can be formulated, two forms of such a
k
model exist. The case of an explicit model is given, if it is possible to formulate separate functions G (X),
k
depending only on X, for calculating any of the values of Y ; G is the multivariate measurement function
k
(see ISO/IEC Guide 98-3-2:2008, Clause 6). An implicit model is encountered, if components of Y are
involved in such functions also, thereby requiring an iterative process for solving. Such a model for Y is
specified by a set of n Formulas
T
hh= ,.,h or hY ,X =0 (1)
()
()
1 n
The explicit multivariate model is given by a set of n functional relationships
YG==(,XX., ); (,kn1 ., ) (2)
kk 1 m
Estimates y of the n measurands Y are obtained from Formula (2) by inserting estimates x for the m
k k i
input quantities X (i = 1,., m)
i
yG==(,xx., ); (,kn1 ., ) (3)
kk 1 m
The standard uncertainties, u(x ), and covariances, u(x , x ), associated with the x are the elements of
i i j i
the symmetric uncertainty matrix U and meet the relations u(x , x ) = u (x ) and u(x , x ) = u(x , x ). If
x i i i i j j i
they are given, the analogous standard uncertainties u(y ) and covariances u(y ,y ) associated with the
k k l
y follow from
k
m
∂G ∂G
k l
uy(,y ))= ⋅ ⋅=ux(,xk;( ,1ln,., ) (4)
kl ij

∂x ∂x
i j
i,j=1
One obtains u()y = u(,yy ) and u(y , y ) = u(y , y ) (k ≠ l). For convenience, the partial derivatives
k l l k
kk k
∂∂GX with all the input quantities X substituted by their estimates x are briefly denoted by
i i
ki
∂∂Gx in Formula (4) and in the following.
ki
The model functions G need not be explicitly available as arithmetical expressions. They can also be
k
given as an algorithm, for instance, in form of a computer code. In such cases, or when more complicated
model functions are involved, the partial derivatives possibly cannot be explicitly derived but can
numerically be approximated sufficiently exactly using half of the standard uncertainty u(x ) as an
i
increment of x
i
∂G
k
=+G xx,., ux()/,2 ., xG−−xx,., u(()xx/,2 .,  (5)
{}
ki 11im ki im
∂xu()x
ii
NOTE 1 Formulas (2) to (4) apply for model functions G which can be taken as sufficiently linear in the
k
uncertainty ranges between x − u(x ) and x + u(x ). Otherwise, more refined procedures can be applied as
i i i i
described in the ISO/IEC Guide 98-3:2009, 5.1.2.
−6
NOTE 2 In practise, u(x ) in Formula (5) is replaced by a much smaller value Δ (e.g. Δ = 2 · 10 x ) for improving
i j j j
the precision of the differential quotient.
It has to be emphasized that in multivariate measurements, it is more convenient to use matrix notation.
Therefore, those quantities, values and functions being denoted by the same symbol are in the following
combined to form a column matrix, written as a transposed row matrix and denoted by the same
T T T
symbol, but in bold face. Examples are x = (x ,., x ) and y = (y ,., y ) and G(x) = (G ,., G ) . In addition,
1 m 1 n 1 n
the uncertainty matrices U = [u(x , x )] and U = [u(y , y )] and also the sensitivity matrix GG=∂ /∂x
x i j y k l ()
xk i
are introduced. Formulas (3) and (4) then read
T
yG==()xU; GU G (6)
yx xx
An often-encountered situation in multivariate measurements with an explicit model is described by
linear equations which can be combined into a matrix equation of the form X = A · Y. It is solved by
the method of weighted linear least-squares, also called generalized least-squares, if the system of
equations is over-determined.
5.3 Unfolding as a sub-model
The primary output quantities Y obtained from unfolding are activities or counting rates. Most often
Y is not the desired measurand, but activity concentrations. The latter may need to be corrected for
radionuclide dependent radioactive decay, chemical yield or other influences. Therefore, another
+
measurand of interest, Y , has often to be calculated
++ ++
YD=⋅Y  or  YD=⋅()YY− (7)
with a diagonal matrix D. Its diagonal elements generally are functions D (q,y) of input quantities q;
j,j
they may also depend on Y, if any of the elements y is used in them. The latter occurs if for instance the
k
design of the simultaneous measurement of activities of Strontium isotopes is extended such that the
measurement of Sr, added with a known activity to the sample as a radiochemical tracer, is included
in unfolding in order to calculate from it the chemical Strontium yield. The second case of Formula (7)
may occur for instance in fitting peak areas in gamma-ray spectrometry, where Y are counting rates
of fitted peak areas from which possible peak contributions Y still are to be subtracted, which are
determined from a separately measured background spectrum.
The extension to a two-step uncertainty propagation implied by utilizing the transformation D is
outlined in 5.6.
5.4 Input quantities and their uncertainties
The input quantities encompass all quantities from which measured or other values are used in the
unfolding and which have uncertainties associated with them. The count number or counting rate input
quantities, denoted as X are separated from the other input quantities, considered as parameters, the
i,
values of which are denoted as p (see 5.5).
i
Depending on the type of measurement, the count rate related input quantities, X , where n events are
i i
counted during a measuring time, t , may be linked to a common single channel analysis or to individual
c
channel analyzers in the case of multiple counting channels or of even a multi-channel analysis, as in
multi-window liquid-scintillation counting or in an alpha- or gamma-ray spectrum.
For a count rate X = R with the given counting result, n recorded during the measuring time, t , and if
i i i, c
independent Poisson statistics can be assumed for the individual channels, the specifications x = r n /
i i = i
2 2
t and u (x ) = n /t = x /t apply. In addition, the covariances often can be set at zero, i.e. u(x ,x ) = 0
c i i c i c i j
(i ≠ j). The counting times may vary between measurements associated with different X The
i.
components of uncertainty of measurement comprise uncertainty matrices U = [u(x ,x)] and
x i j
U = [u(y ,y )]. U is often diagonal with the diagonal elements ux =nt/ .
()
y k l x
ii c
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It is useful to have Formulas by which the uncertainty matrix U of the input quantities X can be
x
quantified. Assuming that X represents a vector of net counting rates, it is desirable to put the variances
of U into the following general form
x
x 
x
0,k
2 i 2
ux =+ +ux (8)
() ()
 
i ∑ 0,k
t t
ci ci
 
k
where the symbols x and t denote p
...


NORME ISO
INTERNATIONALE 11929-3
Deuxième édition
2019-02
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 —
Partie 3:
Applications aux méthodes de
déconvolution
Determination of the characteristic limits (decision threshold,
detection limit and limits of the coverage interval) for measurements
of ionizing radiation — Fundamentals and application —
Part 3: Applications to unfolding methods
Numéro de référence
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Web: www.iso.org
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Grandeurs et symboles . 6
5 Évaluation d’un mesurage par les méthodes de déconvolution .8
5.1 Aspects généraux . 8
5.2 Modèles de déconvolution et évaluation de l’incertitude générale . 8
5.3 Sous-modèle de déconvolution .10
5.4 Grandeurs d’entrée et incertitudes associées .10
5.5 Paramètres de déconvolution .11
5.6 Procédure de déconvolution .12
5.7 Modification des nombres d’impulsions suivant une loi de Poisson pour
la déconvolution.15
5.8 Évaluation des résultats primaires et de leurs incertitudes-types associées .15
5.9 Incertitude-type en fonction d’une valeur vraie supposée du mesurande .16
5.10 Seuil de décision, limite de détection et évaluations .17
5.10.1 Spécifications .17
5.10.2 Seuil de décision .18
5.10.3 Limite de détection .18
5.10.4 Évaluations . . .18
5.11 Intervalle élargi et meilleure estimation et son incertitude-type associée .18
5.11.1 Aspects généraux .18
5.11.2 Intervalle élargi probabilistiquement symétrique .19
5.11.3 Intervalle élargi le plus court .20
5.12 Documentation .20
Annexe A (informative) Corrélations et covariances .21
Annexe B (informative) Déconvolution spectrale dans les mesurages spectrométriques
nucléaires.24
Bibliographie .36
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 de l’ISO 11929-3, associée à l’ISO 11929-1 et à l’ISO 11929-2, annule et remplace
l’ISO 11929:2010 qui a fait l’objet d’une révision technique, en particulier en ce qui concerne le type
de traitement statistique des données, et a été étendue en termes de méthodologie d’évaluation de
l’incertitude du Guide ISO/IEC 98-3:2009, au Guide ISO/IEC 98-3-1:2008.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11929 se trouve sur le site web de l’ISO.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

Introduction
Les incertitudes de mesure et les valeurs caractéristiques telles que le seuil de décision, la limite de
détection et les limites de l’intervalle élargi pour les mesurages, ainsi que la meilleure estimation et son
incertitude-type associée, sont importantes pour la métrologie en général, et pour la radioprotection
en particulier. La quantification de l’incertitude associée à un résultat de mesure sert de base
pour déterminer la confiance qu’une personne peut accorder à ce résultat. Le respect des limites
réglementaires, des contraintes ou des valeurs de référence ne peut être démontré qu’en prenant en
compte et en quantifiant la totalité des sources d’incertitude. Les limites caractéristiques servent, en
définitive, de base pour prendre des décisions en tenant compte de l’incertitude.
La présente norme fournit des valeurs caractéristiques d’un mesurande non négatif de rayonnements
ionisants. Elle peut également s’appliquer à un large éventail de méthodes de mesure allant bien au-delà
du mesurage des rayonnements ionisants.
Les limites à établir conformément à la série ISO 11929, pour les probabilités spécifiées de décisions
incorrectes, permettent d’évaluer les possibilités de détection d’un mesurande ainsi que l’effet physique
quantifié par ce mesurande, comme suit:
— le «seuil de décision» permet de décider si l’effet physique quantifié par le mesurande est présent ou
non;
— la «limite de détection» indique la plus petite valeur vraie du mesurande qui peut encore être
détectée par la procédure de mesurage utilisée; cela permet de décider si la procédure satisfait ou
non aux exigences et si elle est donc adaptée à l’objectif de mesurage prévu;
— les «limites de l’intervalle élargi» comprennent, si l’effet physique est reconnu comme présent, un
intervalle élargi contenant la valeur vraie du mesurande avec une probabilité spécifiée.
Dans la suite du présent document, les limites mentionnées ci-dessus sont collectivement appelées
«limites caractéristiques».
NOTE Conformément au Guide ISO/IEC 99:2007 mis à jour par le JCGM 200:2012, le terme «intervalle élargi»
est utilisé ici à la place de «intervalle de confiance» afin de distinguer la terminologie bayésienne de celle des
statistiques conventionnelles.
Toutes les valeurs caractéristiques sont fondées sur les statistiques bayésiennes et sur
l’ISO/IEC 98-3, Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure, ainsi que sur le Guide ISO/IEC 98-3-1
et l’ISO/IEC 98-3-2. Comme l’explique en détail l’ISO 11929-2, les valeurs caractéristiques sont définies
mathématiquement au moyen de moments et de quantiles de lois de probabilité des valeurs possibles
des mesurandes.
Comme l’incertitude de mesure joue un rôle important dans l’ISO 11929, l’évaluation des mesurages et
le traitement des incertitudes associées sont réalisés au moyen de procédures générales conformément
au Guide ISO/IEC 98-3 et au Guide ISO/IEC 98-3-1; voir aussi les Références [9] à [13]. Cela permet
d’établir une séparation stricte entre, d’une part, l’évaluation des mesurages et, d’autre part, la mise
en place et le calcul des valeurs caractéristiques. La série ISO 11929 utilise une théorie d’incertitude de
mesurage [14] à [16] reposant sur les statistiques bayésiennes (par exemple [17] à [22]) afin de pouvoir
également tenir compte de ces incertitudes qui ne peuvent pas être déduites de mesurages répétés ou
de mesurages par comptage. Ces dernières incertitudes ne peuvent pas être traitées par des statistiques
fréquentistes.
Du fait des développements en métrologie concernant l’incertitude de mesure exposés dans le
Guide ISO/IEC 98-3, l’ISO 11929:2010 a été rédigée sur la base du Guide ISO/IEC 98-3, mais en utilisant
les statistiques bayésiennes et la théorie bayésienne de l’incertitude de mesure. Cette théorie sert de base
bayésienne pour le Guide ISO/IEC 98-3. En outre, l’ISO 11929:2010 est fondée sur les définitions des valeurs
[9] [10] [11]
caractéristiques , la proposition de norme et l’article explicatif . Elle a unifié et remplacé toutes les
parties antérieures de l’ISO 11929 et était non seulement applicable à une grande diversité de mesurages
particuliers de rayonnements ionisants, mais aussi, par analogie, à d’autres procédures de mesure.
Comme le Guide ISO/IEC 98-3-1 a été publié, il permet d’examiner de façon exhaustive un traitement
plus général de l’incertitude de mesure en utilisant la méthode de Monte Carlo dans des évaluations de
[12]
mesure complexes. Cela a incité à rédiger un supplément à l’ISO 11929:2010 portant sur la méthode
Monte Carlo, et à réviser l’ISO 11929:2010. L’ISO 11929 révisée repose aussi essentiellement sur les
statistiques bayésiennes et peut servir de passerelle entre l’ISO 11929:2010 et le Guide ISO/IEC 98-3-1.
En outre, des définitions plus générales des valeurs caractéristiques (ISO 11929-2) et le calcul des
valeurs caractéristiques par la méthode de Monte Carlo permettent d’aller au-delà de l’état actuel de la
normalisation exposé dans l’ISO 11929:2010 car des lois de probabilité peuvent être propagées, et non
plus des incertitudes. Elle est donc plus complète et élargit l’éventail des applications.
En outre, l’ISO 11929 révisée est plus explicite concernant le calcul des valeurs caractéristiques. Elle
corrige également un problème de l’ISO 11929:2010 relatif aux grandeurs et influences incertaines, dont
le comportement n’est pas aléatoire lorsque les mesurages sont répétés plusieurs fois. La Référence [13]
est une enquête fondée sur la révision. Par ailleurs, le présent document fournit des conseils détaillés
pour calculer les valeurs caractéristiques en cas de mesurages à plusieurs variables en utilisant
des méthodes de déconvolution. Pour de tels mesurages, le Guide ISO/IEC 98-3-2 sert de base pour
l’évaluation de l’incertitude.
Des formules sont fournies pour le calcul des valeurs caractéristiques d’un mesurande de rayonnement
ionisant via «l’incertitude-type de mesure» du mesurande (ci-après appelée «incertitude-type»)
déterminée conformément au Guide ISO/IEC 98-3, ainsi que via les fonctions de densité de probabilité
(FDP) du mesurande déterminées conformément au Guide ISO/IEC 98-3-1. Les incertitudes-types ou
les fonctions de densité de probabilité tiennent compte des incertitudes du mesurage réel, ainsi que de
celles du traitement de l’échantillon, de l’étalonnage du système de mesure et d’autres influences. Ces
dernières incertitudes sont supposées être connues grâce à des recherches antérieures.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 11929-3:2019(F)
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 —
Partie 3:
Applications aux méthodes de déconvolution
1 Domaine d’application
La série ISO 11929 spécifie une procédure applicable, dans le domaine de la métrologie des
rayonnements ionisants, pour le calcul du «seuil de décision», de la «limite de détection» et des «limites
de l’intervalle élargi» pour un mesurande de rayonnement ionisant non négatif, lorsque des mesurages
par comptage sont effectués avec une présélection du temps ou du nombre d’impulsions. Le mesurande
résulte d’un taux de comptage brut et d’un taux de comptage du bruit de fond ainsi que de grandeurs
supplémentaires reposant sur un modèle d’évaluation. En particulier, le mesurande peut être le taux de
comptage net défini comme la différence du taux de comptage brut et du taux de comptage du bruit de
fond, ou l’activité nette d’un échantillon. Il peut également être influencé par l’étalonnage du système de
mesure, par le traitement de l’échantillon et par d’autres facteurs.
L’ISO 11929 a été scindée en quatre parties couvrant les applications élémentaires dans l’ISO 11929-1,
les applications avancées reposant sur le Guide ISO/IEC 98-3-1 dans l’ISO 11929-2, les applications
aux méthodes de déconvolution dans le présent document, et les recommandations d’application dans
l’ISO 11929-4.
L’ISO 11929-1 couvre les applications de base des mesurages par comptage souvent utilisées dans le
domaine de la métrologie des rayonnements ionisants. Elle se limite aux applications pour lesquelles
il est possible d’évaluer les incertitudes sur la base du Guide ISO/IEC 98-3 (JCGM 2008). L’Annexe A de
l’ISO 11929-1:2019 traite du cas particulier des mesurages répétés par comptage avec des influences
aléatoires, alors que l’Annexe B de l’ISO 11929-1:2019 couvre les mesurages avec des ictomètres
analogiques linéaires.
L’ISO 11929-2 étend l’ancienne ISO 11929:2010 à l’évaluation des incertitudes de mesure conformément
au Guide ISO/IEC 98-3-1. L’ISO 11929-2 contient également plusieurs notes explicatives concernant les
aspects généraux des mesurages par comptage et les statistiques bayésiennes dans les mesurages.
Le présent document traite de l’évaluation des mesurages en utilisant des méthodes de déconvolution
ainsi que de l’évaluation des mesurages multicanaux spectrométriques par comptage en cas d’évaluation
par des méthodes de déconvolution, en particulier pour les mesurages spectrométriques alpha et
gamma. Il fournit en outre des conseils pour le traitement avec des corrélations et des covariances.
L’ISO 11929-4 fournit des recommandations pour l’application de la série ISO 11929, résume les grandes
lignes de la procédure générale et présente ensuite un large éventail d’exemples numériques.
La norme ISO 11929 s’applique également de manière analogue à d’autres mesurages de tout type,
notamment si un modèle d’évaluation similaire est concerné. D’autres exemples pratiques sont, par
[7] [2] [3] [4] [5]
exemple, disponibles dans l’ISO 18589 , l’ISO 9696 , l’ISO 9697 , l’ISO 9698 , l’ISO 10703 ,
[1] [8] [6]
l’ISO 7503 , l’ISO 28218 et l’ISO 11665 .
NOTE Un logiciel, baptisé UncertRadio, est disponible pour les calculs conformes aux ISO 11929-1 à
[35][36]
ISO 11929-3. UncertRadio peut être téléchargé gratuitement à l’adresse: https:// www .thuenen .de/ en/ fi/
fields -of -activity/ marine -environment/ coordination -centre -of -radioactivity/ unc er t r a dio/. Le logiciel disponible
en téléchargement contient un fichier d’installation qui copie tous les fichiers et dossiers à un emplacement
spécifié par l’utilisateur. Après l’installation, des informations doivent être saisies concernant le CHEMIN sous
Windows qui a été indiqué dans une fenêtre contextuelle au cours de l’installation. La langue anglaise peut être
choisie et des informations d’aide étendue sont proposées.
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 3534-1, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 1: Termes statistiques généraux et termes
utilisés en calcul des probabilités
ISO 80000-1, Grandeurs et unités — Partie 1: Généralités
ISO 80000-10, Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire
Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure,
JCGM 100:2008
Guide ISO/IEC 98-3-1, Incertitude de mesure — Supplément 1 du «Guide pour l’expression de l’incertitude
de mesure» — Propagation de distributions par une méthode de Monte Carlo, JCGM 101:2008
Guide ISO/IEC 98-3-2, Incertitude de mesure — Supplément 2 du «Guide pour l’expression de l’incertitude
de mesure» — Extension à un nombre quelconque de grandeurs de sortie, JCGM 102:2011
Guide ISO/IEC 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 80000-1, l’ISO 80000-10, le
Guide ISO/IEC 98-3, le Guide ISO/IEC 98-3-1, le Guide ISO/IEC 98-3-2, le Guide ISO/IEC 99 et l’ISO 3534-1
ainsi que les suivants, s’appliquent.
— 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
valeur d’une grandeur
valeur
ensemble d’un nombre et d’une référence constituant l’expression quantitative d’une grandeur
[SOURCE: JCGM 200:2012, 1.19]
3.2
mesurage
mesure
processus consistant à obtenir expérimentalement une ou plusieurs valeurs que l’on peut
raisonnablement attribuer à une grandeur
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.1]
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés

3.3
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.3]
3.4
intervalle élargi
intervalle contenant l’ensemble des valeurs vraies d’un mesurande avec une probabilité déterminée,
fondé sur l’information disponible
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.36]
Note 1 à l'article: Un intervalle élargi n’est pas nécessairement centré sur la valeur mesurée (voir le
JCGM 101:2008).
Note 2 à l'article: Il convient de ne pas appeler «intervalle de confiance» un intervalle élargi pour éviter des
confusions avec le concept statistique.
3.5
méthode de mesure
description générique de l’organisation logique des opérations mises en œuvre dans un mesurage
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.4]
3.6
procédure de mesure
procédure opératoire
description détaillée d’un mesurage conformément à un ou plusieurs principes de mesure et à une
méthode de mesure donnée, fondée sur un modèle de mesure et incluant tout calcul destiné à obtenir
un résultat de mesure
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.6]
3.7
résultat de mesure
résultat d’un mesurage
ensemble de valeurs attribuées à un mesurande, complété par toute autre information pertinente
disponible
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.9]
3.8
valeur mesurée
valeur d’une grandeur représentant un résultat de mesure
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.10]
3.9
valeur vraie
valeur vraie d’une grandeur
valeur d’une grandeur compatible avec la définition de la grandeur
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.11]
Note 1 à l'article: Dans l’approche «erreur» de description des mesurages, la valeur vraie est considérée comme
unique et, en pratique, impossible à connaître. L’approche «incertitude» consiste à reconnaître que, par suite de
la quantité intrinsèquement incomplète de détails dans la définition d’une grandeur, il n’y a pas une seule valeur
vraie mais plutôt un ensemble de valeurs vraies compatibles avec la définition. Toutefois, cet ensemble de valeurs
est, en principe et en pratique, impossible à connaître. D’autres approches évitent complètement le concept de
valeur vraie et évaluent la validité des résultats de mesure à l’aide du concept de compatibilité de mesure.
Note 2 à l'article: Lorsque l’incertitude définitionnelle associée au mesurande est considérée comme négligeable
par rapport aux autres composantes de l’incertitude de mesure, on peut considérer que le mesurande a une
valeur vraie par essence unique. C’est l’approche adoptée dans le Guide ISO/IEC 98-3 et les documents associés,
où le mot «vraie» est considéré comme redondant.
3.10
incertitude de mesure
incertitude
paramètre non négatif qui caractérise la dispersion des valeurs attribuées à un mesurande, à partir des
informations utilisées
[SOURCE: JCGM 200:2012, 2.26]
Note 1 à l'article: L’incertitude de mesure comprend des composantes provenant d’effets systématiques, telles
que les composantes associées aux corrections et aux valeurs assignées des étalons, ainsi que l’incertitude
définitionnelle. Parfois, on ne corrige pas des effets systématiques estimés, mais on insère plutôt des composantes
associées de l’incertitude.
Note 2 à l'article: Le paramètre peut être, par exemple, un écart-type appelé incertitude-type (ou un de ses
multiples) ou la demie-étendue d’un intervalle ayant une probabilité de couverture déterminée.
Note 3 à l'article: L’incertitude de mesure comprend en général de nombreuses composantes. Certaines peuvent
être évaluées par une évaluation de type A de l’incertitude à partir de la distribution statistique des valeurs
provenant de séries de mesurages et peuvent être caractérisées par des écarts-types. Les autres composantes,
qui peuvent être évaluées par une évaluation de type B de l’incertitude, peuvent aussi être caractérisées par
des écarts-types, évalués à partir de fonctions de densité de probabilité fondées sur l’expérience ou d’autres
informations.
Note 4 à l'article: En général, pour des informations données, on sous-entend que l’incertitude de mesure est
associée à une valeur déterminée attribuée au mesurande. Une modification de cette valeur entraîne une
modification de l’incertitude associée.
3.11
modèle d’évaluation
ensemble de relations mathématiques entre toutes les grandeurs mesurées et les autres grandeurs
impliquées dans l’évaluation de la mesure
Note 1 à l'article: Le modèle d’évaluation n’est pas nécessairement une fonction explicite. Il peut également être
un algorithme réalisé par un code de calcul informatique.
3.12
seuil de décision
valeur de l’estimateur du mesurande telle que, quand le résultat d’une mesure réelle utilisant une
procédure de mesure donnée d’un mesurande quantifiant le phénomène physique lui est supérieur, on
décide que le phénomène physique est présent
Note 1 à l'article: Le seuil de décision est défini de manière que, dans le cas où le résultat du mesurage, y, dépasse
le seuil de décision, y*, la probabilité que la valeur vraie du mesurande soit nulle est inférieure ou égale à la
probabilité choisie pour une décision incorrecte, α.
Note 2 à l'article: Si le résultat, y, est inférieur au seuil de décision, y*, on décide de conclure que le résultat ne peut
être attribué à l’effet physique. Néanmoins il ne peut pas être conclu qu’il est absent.
3.13
limite de détection
plus petite valeur vraie du mesurande qui garantit une probabilité spécifiée qu’il soit détectable par la
méthode de mesure
Note 1 à l'article: Avec le seuil de décision (3.12), la limite de détection est la plus petite valeur vraie du mesurande
pour laquelle la probabilité de décider de façon erronée que la valeur vraie du mesurande est nulle est égale à
une valeur spécifiée, β, quand, en réalité, la valeur vraie du mesurande n’est pas nulle. La probabilité qu’il soit
détectable est par conséquent de (1 − β).
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Note 2 à l'article: Les termes «limite de détection» et «seuil de décision» sont utilisés de façon ambigüe dans
différentes normes (par exemple les normes liées à l’analyse chimique ou à l’assurance de la qualité). En cas de
référence à ces termes, on doit impérativement préciser la norme à laquelle ils se rapportent.
3.14
limites de l’intervalle élargi
valeurs qui définissent un intervalle élargi
Note 1 à l'article: Un intervalle élargi est parfois appelé intervalle crédible ou intervalle bayésien. Ses limites
sont calculées dans la série ISO 11929 de manière à contenir la valeur vraie du mesurande avec une probabilité
spécifiée (1 − γ).
Note 2 à l'article: La définition d’un intervalle élargi est ambigüe en l’absence d’informations complémentaires.
Dans la présente norme, on utilise deux alternatives, à savoir l’intervalle élargi probabilistiquement symétrique
et l’intervalle élargi le plus court.
3.15
meilleure estimation de la valeur vraie du mesurande
valeur attendue de la loi de probabilité de la valeur vraie du mesurande, étant donné le résultat
expérimental et toutes les informations obtenues préalablement à la réalisation du mesurage sur le
mesurande
Note 1 à l'article: La meilleure estimation est celle qui, parmi toutes les estimations possibles du mesurande sur
la base des informations données, est associée à l’incertitude minimale.
3.16
valeur de référence
valeur qui correspond aux exigences scientifiques, juridiques ou autres concernant la capacité de
détection et qui est censée être évaluée par la procédure de mesure par comparaison avec la limite de
détection
Note 1 à l'article: La valeur de référence peut être donnée, par exemple, comme une activité, une activité
spécifique ou une concentration d’activité, une activité de surface ou 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
la procédure de mesure satisfait ou non aux exigences énoncées par la valeur de référence et de garantir qu’elle
est adaptée à l’objectif du mesurage prévu. La procédure 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 des
requêtes de conformité ou des limites réglementaires.
3.17
bruit de fond
effet de mesurage provoqué par des rayonnements autres que ceux occasionnés par l’objet de mesurage
lui-même
Note 1 à l'article: Le bruit de fond peut être occasionné par des sources de radiation naturelles ou des matières
radioactives situées dans ou autour de l’appareillage de mesure, ainsi que par l’échantillon lui-même (par exemple
le bruit de fond résultant d’autres raies d’un spectre).
3.18
bruit de fond en mesurage spectrométrique
nombre d’événements sans intérêt dans la région d’une raie considérée du spectre
3.19
comptage net
contribution due aux rayonnements éventuels d’un objet soumis au mesurage (par exemple d’une
source ou d’un champ de rayonnements) sur l’effet du mesurage
3.20
comptage brut
effet du mesurage provoqué par le bruit de fond et par le comptage net
3.21
facteur d’écran
facteur décrivant la réduction du taux de comptage du bruit de fond par l’effet d’écran provoqué par
l’objet du mesurage
3.22
constante de temps de relaxation
durée pendant laquelle le signal de sortie d’un ictomètre à échelle linéaire diminue pour atteindre 1/e
fois la valeur de départ après l’arrêt de la séquence des impulsions d’entrée
4 Grandeurs et symboles
Les symboles des grandeurs auxiliaires et les symboles utilisés uniquement dans les annexes ne sont
pas répertoriés. Les grandeurs physiques sont désignées par des lettres majuscules mais doivent être
soigneusement distinguées de leurs valeurs, désignées par les lettres minuscules correspondantes.
A matrice réponse du spectromètre
A éléments de la matrice de réponse A
ik
a , a dans une expression algébrique, paramètres de l’incertitude-type d’un taux de comp-
0 1
tage net
b largeur d’un pic de spectre gamma, en canaux
c paramètre de position d’un pic j, en spectrométrie de rayonnement gamma ou alpha
j
diag indicateur d’une matrice diagonale
D matrice de conversion des activités mesurées en concentrations d’activité corrigées
en fonction de la décroissance
d ensemble de grandeurs statistiquement indépendantes
f fonction représentant l’analogue du facteur de conception de la méthode de la surface
B
totale des pics [1 + b/(2L)] pour l’analyse des pics par ajustement (en spectrométrie de
rayonnement gamma)
f facteur de correction de l’auto-atténuation pour la raie gamma i
att,i
f facteur de correction de sommation de la coïncidence vraie pour la raie gamma i
TCS,i
f facteur de correction incluant la décroissance pendant le mesurage
d
G fonction des grandeurs d’entrée X (i = 1, …, m)
k i
G matrice colonne de la fonction G
k
h largeur maximale à mi-hauteur d’un pic, en canaux
h(.) fonction dans un modèle implicite
H()ϑ fonction représentant la densité spectrale à ϑ d’un spectre multicanal
i i
i numéro d’un canal dans un spectre multicanal obtenu lors d’un mesurage par
spectrométrie des rayonnements nucléaires (i = 1, . 1 m)
+
J matrice des dérivées partielles de y par rapport aux paramètres y
L largeur d’une région de bruit de fond (en canaux) adjacente à un pic de spectre gamma
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ème
L k élément d’un système de fonctions décrivant des densités spectrales qui constituent,
k
par superposition, la fonction d’ajustement total
m nombre de grandeurs d’entrée; ou nombre de canaux dans le spectre; nombre de raies par
nucléide utilisé pour le calcul de l’activité; ou indice de paramètre
N variable aléatoire d’une distribution de Poisson d’événements comptés dans un canal, i,
i
pendant un temps de mesurage, t (i = , …, m)
n nombre d’événements comptés dans un canal, i, pendant un temps de mesurage,
i
t (i = , …, m), estimation de N
i
n nombre de grandeurs de sortie en déconvolution
n comptages bruts dans une région de pic
g
n comptages moyens du bruit de fond par canal (spectre)
p estimation d’une grandeur d’entrée qui n’est pas soumise à ajustement (paramètre);
i
contenue dans la matrice de réponse A
p matrice colonne des p
i
p valeurs de paramètres non linéaires maintenues fixes à leurs estimations étalonnées
c
p probabilité d’émission alpha de la raie gamma i
α,i
p probabilité d’émission gamma de la raie gamma i
γ,i
q matrice colonne des grandeurs d’entrée considérées comme des paramètres;
principalement contenues dans la matrice D
Q matrice des dérivées partielles de y par rapport aux paramètres p
+
Q′ matrice des dérivées partielles de y par rapport aux paramètres q
R taux de comptage net du pic i d’intérêt
ni
R taux de comptage net d’un pic du spectre de bruit de fond dans la position du pic i d’intérêt
ni,0
R taux de comptage brut du pic i d’intérêt
gi
R taux de comptage du continuum de bruit de fond trapézoïdal du pic i d’intérêt
Ti
t durée du mesurage
X variable aléatoire du taux d’événements comptés dans un canal i pendant le temps
i
de mesurage, t, grandeur d’entrée de l’évaluation, X = N /t (i = 1, …, m)
i i
X matrice colonne des X
i
x taux d’événements comptés dans un canal, i, pendant le temps de mesurage, t, x = n /t
i i i
(i = 1, …, m), estimation de X
i
x matrice colonne des x
i
x matrice colonne des taux de comptage nets
net
u(x , x ) covariance associée à x et x
i j i j
u(y ) incertitude-type associée à y
k k
U matrice d’incertitude de X
x
U matrice d’incertitude de Y
y
T
w matrice colonne des estimations d’entrée; w = (x , …, x , p , p , …) (transposée de
1 m 1 2
la matrice ligne)
Y grandeur de sortie (paramètre) dérivée du spectre multicanal par des méthodes de
k
déconvolution (k = 1, …, n)
Y matrice colonne de Y
k
y estimation de la grandeur de sortie Y (k = 1, …, n) résultant de la déconvolution (primaire)
k k

y matrice colonne y après remplacement de y par y
+
Y matrice colonne des valeurs finales des grandeurs de sortie après conversion en
concentrations d’activité corrigées en fonction de la décroissance
Y matrice colonne des taux de comptage du bruit de fond
z matrice colonne des valeurs z ajustées aux valeurs x
i i
Δ taille fractionnaire d’un paramètre j, utilisée pour l’incrément du paramètre dans
j
les dérivées partielles par rapport à ce paramètre
ϑ paramètre continu (par exemple énergie ou temps) lié aux différents nombres de canaux
dans un spectre gamma
ϑ valeur de ϑ associée au canal (i = 1, …, m)
i
ε rendement de la détection d’un nucléide i ou d’une raie gamma i
i
η fraction de surface de la composante de traînée l d’un pic alpha; paramètre de forme
l
en spectrométrie alpha
τ paramètre de traînée de la composante de traînée l d’un pic alpha; paramètre de forme
l
en spectrométrie alpha
σ largeur d’une gaussienne; paramètre en spectrométrie alpha
ψ ()ϑ fonction décrivant l’allure d’une raie spectrale individuelle ou d’une contribution du bruit
k
de fond (k = 1, …, n)
5 Évaluation d’un mesurage par les méthodes de déconvolution
5.1 Aspects généraux
Le présent article est fondé sur le Guide ISO/IEC 98-3 et le Guide ISO/IEC 98-3-2, ce dernier étendant
le cadre du Guide ISO/IEC 98-3 à un nombre quelconque de grandeurs de sortie. Des stipulations sont
faites concernant l’évaluation des mesurages par comptage et des mesurages spectrométriques des
rayonnements nucléaires par des méthodes de déconvolution, ainsi que pour le calcul des valeurs
caractéristiques.
5.2 Modèles de déconvolution et évaluation de l’incertitude générale
En cas de mesure simultanée de plusieurs grandeurs de sortie, leurs lois de probabilité individuelles se
superposent par rapport à une grandeur indépendante telle que l’énergie de rayonnement ou le temps,
qui peut devenir (par exemple un spectre d’énergie ou une courbe de la décroissance en fonction du
8 © ISO 2019 – Tous droits réservés

temps) la sortie primaire du mesurage. La plupart du temps, la superposition est linéaire. Un problème
apparaît si leurs lois de probabilité individuelles subissent un lissage ou un étalement (par exemple par
une fonction de répartition de la réponse du détecteur non idéale). Le processus de reconstruction des
fonctions de densité de probabilité d’origine à partir de celles mesurées, un spectre d’énergie ou une
courbe de décroissance, et à partir des fonctions (connues) de densité de la réponse de détection est
appelé «déconvolution».
Ainsi, la mesure des valeurs y des grandeurs physiques Y (rang n), telles que les activités spécifiques
des radionucléides ou les taux de comptage, débute par la mesure des valeurs x de X (rang m) (qui
représentent par exemple les contenus de canaux d’un spectre multicanal (spectre d’énergie) ou taux de
comptage mesurés formant une courbe de décroissance en fonction du temps). Dans le contexte de la
présente norme, un tel mesurage est traité comme une superposition linéaire de l’activité de la source
et des fonctions (ou contributions) de répartition liées au bruit de fond A du radionucléide k, à chacun
k,i
des composants i de la x mesurée: xA= y .

ik ,ik
k
Bien que les représentations fonctionnelles des fonctions de réponse du détecteur A (par exemple
k,i
la forme de raie gamma) puissent dépendre non linéairement de paramètres tels que le paramètre de
largeur, leurs surfaces nettes associées sont toujours superposées linéairement.
Le mesurage de plusieurs grandeurs de sortie nécessite un modèle de mesure à plusieurs variables.
De telles grandeurs sont généralement corrélées mutuellement car elles dépendent de grandeurs
d’entrée communes. Selon la manière dont les formules d’évaluation des valeurs de chaque Y peuvent
k
être exprimées, il existe deux formes d’un tel modèle. Le cas d’un modèle explicite se présente lorsqu’il
est possible de formuler des fonctions séparées G (X), dépendant uniquement de X, pour calculer l’une
k
des valeurs de Y ; G est la fonction de mesure à plusieurs variables (voir Guide ISO/IEC 98-3-2:2008,
k
Article 6). Un modèle implicite est rencontré si les composants de Y sont également impliqués dans de
telles fonctions, en imposant ainsi un processus itératif pour la résolution. Un tel modèle pour Y est
spécifié par un ensemble de n formules
T
hh= ,.,h ou hY(),X =0 (1)
()
1 n
Le modèle explicite à plusieurs variables est donné par un ensemble de n relations fonctionnelles
YG==(,XX., ); (,kn1 ., ) (2)
kk 1 m
Les estimations y des n mesurandes Y sont obtenues à partir de la Formule (2) en insérant les
k k
estimations x pour les m grandeurs d’entrée X (i = 1, ., m)
i i
yG==(,xx., ); (,kn1 ., ) (3)
kk 1 m
Les incertitudes-types, u(x ), et les covariances, u(x , x ), associées aux x sont les éléments de la matrice
i i j i
d’incertitude symétrique U et satisfont aux relations u(x , x ) = u (x ) et u(x , x ) = u(x , x ). Si elles sont
x i i i i j j i
données, les incertitudes-types analogues u(y ) et les covariances u(y ,y ) associées à y s’ensuivent à
k k l k
partir de
m
∂G ∂G
k l
uy(,y ))= ⋅ ⋅=ux(,xk;( ,1ln,., ) (4)
kl ∑ ij
∂x ∂x
i j
i,j=1
On obtient u()y = u(,yy ) et u(y , y) = u(y , y ) (k ≠ l). Par commodité, les dérivées partielles
k l l k
kk k
∂∂GX avec toutes les grandeurs d’entrée X remplacées par leurs estimations x sont brièvement
i i
ki
notées ∂∂Gx dans la Formule (4) et ci-après.
ki
Il n’est pas nécessaire que les fonctions de modèles G soient explicitement disponibles sous forme
k
d’expressions arithmétiques. Elles peuvent également être fournies sous forme d’algorithme, par
exemple sous la forme d’un code de calcul informatique. Dans de tels cas ou lorsque des fonctions de
modèles plus complexes sont concernées, il se peut que les dérivées partielles ne soient pas explicitement
dérivées mais qu’elles soient approximées numériquement de manière suffisamment exacte en utilisant
la moitié de l’incertitude-type, u(x ), comme incrément de x
i i
∂G
k
=+{}G xx,., ux()/,2 ., xG−−xx,., ux( )/2,., x (5)
[] []
ki11im ki iim
∂xu()x
ii
NOTE 1 Les Formules (2) à (4) s’appliquent pour les fonctions de modèles G qui peuvent être considérées
k
comme suffisamment linéaires dans les gammes d’incertitude comprises entre x − u(x ) et x + u(x ). Dans le
i i i i
cas contraire, il est possible d’appliquer des procédures plus perfectionnées telles que celles décrites dans le
Guide ISO/IEC 98-3:2009, 5.1.2.
NOTE 2 Dans la pratique, u(x ) dans la Formule (5) est remplacée par une valeur nettement inférieure Δ (par
i j
−6
exemple Δ = 2 · 10 x ) afin d’améliorer la fidélité du quotient différentiel.
j j
Il faut souligner que dans les mesurages à plusieurs variables, il est plus pratique d’utiliser la notation
matricielle. Par conséquent, ces grandeurs, valeurs et fonctions devant être notées par le même symbole
sont ci-après combinées pour former une matrice colonne, écrite comme une transposée de matrices
T T
lignes et en utilisant le même symbole mais en gras. Des exemples sont x = (x ,., x ) et y = (y ,., y ) et
1 m 1 n
T
G(x) = (G ,., G ) . De plus, les matrices d’incertitude U = [u(x , x )] et U = [u(y , y )] ainsi que la matrice
1 n x i j y k l
de sensibilité GG=∂ /∂x sont introduites. Les Formules (3) et (4) se lisent alors:
()
xk i
T
yG==()xU; GU G (6)
yx xx
Une situation couramment rencontrée dans les mesurages
...

Questions, Comments and Discussion

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