ISO 21238:2007
(Main)Nuclear energy — Nuclear fuel technology — Scaling factor method to determine the radioactivity of low- and intermediate-level radioactive waste packages generated at nuclear power plants
Nuclear energy — Nuclear fuel technology — Scaling factor method to determine the radioactivity of low- and intermediate-level radioactive waste packages generated at nuclear power plants
ISO 21238:2007 gives guidelines for the common basic methodology of empirically determining scaling factors to evaluate the radioactivity of difficult-to-measure nuclides in low- and intermediate-level radioactive waste packages. ISO 21238:2007 gives common guidelines for the scaling factors used in the characterization of contaminated wastes produced in nuclear power plants with water-cooled reactor. ISO 21238:2007 is also relevant to other reactor types, such as gas-cooled reactors. Methodologies for determining scaling factors based on theoretical considerations (i.e. not based on experimental measurement) are not covered by ISO 21238:2007.
Énergie nucléaire — Technologie du combustible nucléaire — Méthode des ratios pour déterminer la radioactivité des colis de déchets de faible et moyenne activité produits par les centrales nucléaires
L'ISO 21238:2007 donne des lignes directrices pour la méthode empirique des ratios (ou facteurs de corrélation) utilisée dans la détermination de l'activité des radionucléides difficiles à mesurer présents dans les colis de déchets nucléaires de faible et moyenne activité. Elle énonce des directives communes pour les ratios utilisés dans la caractérisation des déchets nucléaires produits par les centrales nucléaires équipées de réacteurs refroidis à l'eau. Elle est également applicable aux réacteurs refroidis au gaz. Elle ne traite pas des méthodologies de détermination de ratios, basées sur des considérations théoriques.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21238
First edition
2007-04-15
Nuclear energy — Nuclear fuel
technology — Scaling factor method to
determine the radioactivity of low- and
intermediate-level radioactive waste
packages generated at nuclear power
plants
Énergie nucléaire — Technologie du combustible nucléaire — Méthode
des ratios pour déterminer la radioactivité des colis de déchets de faible
et moyenne activité produits par les centrales nucléaires
Reference number
©
ISO 2007
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Terms and definitions. 1
3 Principle. 3
4 Sampling. 3
5 Evaluation methodology for scaling factor. 4
Annex A (informative) Practices and examples of application of scaling-factor method . 8
Bibliography . 23
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 21238 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 5, Nuclear
fuel technology.
iv © ISO 2007 – All rights reserved
Introduction
Burial disposal of low- and intermediate-level radioactive waste has been practiced in several countries.
Before disposal, the radioactivity of specific nuclides in waste packages have to be declared in accordance
with limits and criteria derived from safety assessment of the disposal facility. Some of these nuclides are
difficult to measure from the outside of the waste packages, because they are beta or alpha emitting nuclides.
There are a number of activity determination methods. The scaling-factor method is widely applied in order to
evaluate these difficult-to-measure nuclides. The scaling-factor method is based on a correlation between
easily measurable gamma emitting nuclides and difficult-to-measure nuclides. This International Standard
presents guidelines on the empirical scaling-factor method for evaluating the radioactivity of nuclear power
plant’s low and intermediate level waste.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 21238:2007(E)
Nuclear energy — Nuclear fuel technology — Scaling factor
method to determine the radioactivity of low- and intermediate-
level radioactive waste packages generated at nuclear power
plants
1 Scope
This International Standard gives guidelines for the common basic methodology of empirically determining
scaling factors to evaluate the radioactivity of difficult-to-measure nuclides in low- and intermediate-level
radioactive waste packages.
This International Standard gives common guidelines for the scaling factors used in the characterization of
contaminated wastes produced in nuclear power plants with water-cooled reactor. This International Standard
is also relevant to other reactor types, such as gas-cooled reactors. Methodologies for determining scaling
factors based on theoretical considerations (i.e. not based on experimental measurement) are not covered by
this International Standard.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
difficult-to-measure nuclide
nuclide whose radioactivity is difficult to measure directly from the outside of the waste packages by non-
destructive assay means
EXAMPLE Alpha emitting nuclides, beta emitting nuclides, and characteristic X-ray emitting nuclides.
2.2
key nuclide
gamma emitting nuclide whose radioactivity is correlated with that of difficult-to-measure nuclides and can be
readily measured directly by non-destructive assay means
NOTE Also called “easy-to-measure nuclide” or “marker nuclide”.
60 137
EXAMPLE Co and/or Cs.
2.3
scaling factor
factor or parameter derived from mathematical relationship used in calculating the radioactivity of
difficult-to-measure nuclide from that of key nuclide determined from sampling and analysis data
2.4
waste package
product of conditioning that includes the waste form and any container(s) and internal barriers (e.g. absorbing
materials and liner), as prepared for handling, transportation, storage and/or disposal
[1]
NOTE Adapted from IAEA Radioactive Waste Management Glossary. 2003 Edition .
2.5
representative sample
sample taken from a process of the material in that process or that quantity of material which is considered to
possess the average characteristics of the material
[2]
NOTE 1 Adapted from ISO 921:1997 .
NOTE 2 Samples of waste are used to determine the scaling-factor parameters for the target waste stream. A
representative sample is meant to closely resemble the characteristic nuclide content and activity proportions of the target
waste stream.
2.6
composite sample
mixture of samples from different containers such that the mass ratio of the samples is equal to the ratio of the
material masses contained in the containers
[2]
NOTE Adapted from ISO 921:1997 .
EXAMPLE Series of samples taken over a given period of time and weighted by collection rate; or a combined
sample consisting of a series of discrete samples taken over a given period of time and mixed according to a specified
weighting factor, such as stream flow or collection rate.
2.7
corrosion product nuclide
nuclide produced by activation of corrosion products temporarily deposited on in-core surfaces
60 63
EXAMPLE Co, Ni.
2.8
fission product nuclide
nuclide produced either by fission or by the subsequent radioactive decay of nuclides thus formed
[2]
NOTE Adapted from ISO 921:1997 .
137 90
EXAMPLE Cs, Sr.
2.9
alpha emitting nuclide
nuclide emitting an alpha particle when it decays
EXAMPLE Most actinides and transuranic nuclides.
2.10
transuranic nuclide
nuclide with atomic numbers above 92
2.11
dry active waste
solid waste generated in various waste streams in a nuclear power plant, including protective clothing,
replaced equipment, parts, plastics, polyvinyl chloride sheets, and high efficiency particulate air filters
removed during plant operation and maintenance
2.12
homogeneous waste
radioactive waste that shows an essentially uniform distribution of activity and physical contents
EXAMPLE Flowable wastes such as concentrates, solidified liquids and spent resins, in which the radioactivity may
reasonably be assumed to be uniformly distributed over the volume or flowable wastes uniformly mixed with a solid matrix.
2.13
heterogeneous waste
radioactive waste that does not meet the definition of homogeneous waste, including solid components and
mixtures of solid components, such as dry active waste and cartridge filters
2 © ISO 2007 – All rights reserved
3 Principle
The empirical scaling-factor method is a method for evaluating the radioactivity of defined difficult-to-measure
nuclides from the radioactivity of key nuclides, based on the correlations between difficult-to-measure nuclides
and key nuclides. To achieve this, it is important to understand the nuclide production mechanisms, the
physico-chemical behavior of nuclides and observe radiochemical analysis data. Statistical calculation is a
supplemental technique used for the quantitative evaluation of scaling-factor parameters from groupings of
radiochemical data.
The difficult-to-measure nuclides of primary interest are those with very long half-lives that persist in a
disposal site long after the period of institutional control. Their declarations are often important for the
assessment of the health and safety of the disposal site. Some national programs for low-level radioactive-
waste disposal establish specific limits on the concentrations of these nuclides in individual waste packages
as well as on their total content in the disposal site. These are specific acceptance criteria which are set by the
national regulatory system or waste management programs and are derived from the safety assessment of
disposal facilities. The information about the activity concentration and total activity are also required for the
transport of radioactive material.
Scaling factors provide a mechanism for estimating the quantities of difficult-to-measure nuclides in individual
waste packages based on limited radiochemical analysis of samples from the bulk waste stream. This is
achieved by observing the consistent and reproducible relationships between individual nuclides in samples
from a stream, which, with reasonable confidence, can be assumed to represent the entire stream.
4 Sampling
4.1 General
Scaling factors in the context of this International Standard are based on a database of samples. Therefore, it
is quite important to conduct appropriate sampling and create a database of analytical results. Described in
4.2.1 and 4.2.2 are two basic concepts employed for the collection of radioactivity data that serve as the basis
for the scaling-factor method.
4.2 Representative sampling
Two common approaches to ensuring representative samples are
⎯ homogenized sampling,
⎯ accumulated sampling.
4.2.1 Homogenized sampling
This sampling applies to waste that can be considered as homogeneous. In order to ensure that the activity
contained in the sample is uniformly distributed, the waste is sufficiently mixed before sampling or within the
sample process. Satisfactory accuracy can be ensured even for scaling factors obtained from a small number
of samples.
a) Waste is uniformly stirred and sampled from storage tanks.
b) Composite samples can be prepared by proportionally mixing waste.
4.2.2 Accumulated sampling
In this approach, waste samples are collected in suitable number or manner to represent the characteristic
features of a population of waste samples. This is applicable to both homogeneous waste streams and
heterogeneous waste streams.
4.2.3 Activity concentration range of waste samples
When sampling a defined waste stream in the case of accumulated sampling, it is important to obtain
radioactive waste samples having a wide range of activity concentrations in order to ensure effective
correlations between difficult-to-measure nuclides and key nuclides for waste from that stream.
4.3 Rejection of outliers
If an outlier is found within analysis results, the cause should be identified and the outlier can be corrected or
abandoned based on the study of distribution of data and origin of data. If the cause of such an outlier is not
identified, statistical methods can be applied optionally for rejection of outliers.
4.4 Records of samples
The following information should be recorded together with the measurement data of individua
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21238
Première édition
2007-04-15
Énergie nucléaire — Technologie du
combustible nucléaire — Méthode des
ratios pour déterminer la radioactivité
des colis de déchets de faible et
moyenne activité produits par les
centrales nucléaires
Nuclear energy — Nuclear fuel technology — Scaling factor method to
determine the radioactivity of low- and intermediate-level radioactive
waste packages generated at nuclear power plants
Numéro de référence
©
ISO 2007
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Publié en Suisse
ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Termes et définitions. 1
3 Principe. 3
4 Échantillonnage . 3
5 Méthode de la détermination des ratios. 5
Annexe A (informative) Pratiques et exemples d'application de la méthode des ratios . 9
Bibliographie . 24
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée 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.
L'ISO 21238 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 5,
Technologie du combustible nucléaire.
iv © ISO 2007 – Tous droits réservés
Introduction
L'enfouissement des déchets nucléaires de faible et moyenne activité (FA/MA) est pratiqué dans plusieurs
pays. Avant l'évacuation, les activités massiques des colis de déchets doivent être déclarées et respecter les
limites d'activité, par radionucléide, définies à partir de l'étude de sûreté du centre d'évacuation. Certains des
radionucléides à déclarer, émetteurs bêta ou alpha, sont difficilement mesurables depuis l'extérieur des colis
de déchets.
Il existe plusieurs méthodes de détermination de l'activité. La méthode des ratios (ou facteurs de corrélation)
est largement appliquée pour évaluer ces radionucléides difficiles à mesurer. La méthode des ratios est basée
sur la corrélation entre les radionucléides, émetteurs gamma, facilement mesurables et les radionucléides
difficiles à mesurer. La présente Norme internationale présente des recommandations sur la méthode
empirique des ratios pour évaluer la radioactivité des déchets de faible et moyenne activité (FA/MA) produits
par les centrales nucléaires.
NORME INTERNATIONALE ISO 21238:2007(F)
Énergie nucléaire — Technologie du combustible nucléaire —
Méthode des ratios pour déterminer la radioactivité des colis de
déchets de faible et moyenne activité produits par les centrales
nucléaires
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale donne des lignes directrices pour la méthode empirique des ratios (ou
facteurs de corrélation) utilisée dans la détermination de l'activité des radionucléides difficiles à mesurer,
présents dans les colis de déchets nucléaires de faible et moyenne activité.
Elle énonce des directives communes pour les ratios utilisés dans la caractérisation des déchets nucléaires
produits par les centrales nucléaires équipées de réacteurs refroidis à l'eau. Elle est également applicable aux
réacteurs refroidis au gaz. Elle ne traite pas des méthodologies de détermination de ratios, basées sur des
considérations théoriques (par exemple celles non basées sur de la mesure expérimentale).
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
radionucléide difficile à mesurer
radionucléide dont la radioactivité est difficilement mesurable depuis l'extérieur des colis de déchets par des
méthodes non destructives
EXEMPLE Radionucléides émetteurs alpha, émetteurs bêta et émetteurs dans des raies X caractéristiques.
2.2
radionucléide traceur
radionucléide émetteur gamma dont l'activité est corrélée avec celle du radionucléide difficile à mesurer et
peut être aisément mesurée directement par des méthodes non destructives
NOTE Aussi appelé radionucléide facile à mesurer ou radionucléide clé.
60 137
EXEMPLE Co et/ou Cs.
2.3
ratio
facteur de corrélation
facteur ou paramètre issu de la relation mathématique appliquée aux résultats d'analyse d'échantillons pour le
calcul de la radioactivité d'un radionucléide difficile à mesurer à partir de celle d'un radionucléide traceur
2.4
colis de déchets
ensemble constitué du bloc de déchets, du (des) emballage(s) et des écrans internes au(x) colis (par exemple
protection biologique et matériaux absorbants), tel que conditionné pour être manutentionné, transporté,
entreposé et/ou stocké
[1]
NOTE Adaptation du glossaire AIEA Radioactive Waste Management Glossary. Édition 2003 .
2.5
échantillon représentatif
échantillon de matière prélevé directement au niveau d'un process ou sur de la matière résultant de ce
process et qui en possède les caractéristiques moyennes
[2]
NOTE 1 Adapté de l'ISO 921:1997 .
NOTE 2 Les échantillons d'un type de déchet donné servent à déterminer les paramètres de ratios pour la production
de déchets correspondante. Un échantillon représentatif est prévu pour ressembler étroitement au contenu radioactif et à
l'activité de la production de déchets à laquelle il correspond.
2.6
échantillon composite
mélange d'échantillons prélevés dans différents contenants et dont le rapport des masses est égal au rapport
des masses des matières contenues dans ces contenants
[2]
NOTE Adapté de l'ISO 921:1997 .
EXEMPLE Séries d'échantillons prélevés sur une période donnée et de masses correspondant à un taux de
prélèvement donné; ou un échantillon résultant du mélange de plusieurs échantillons discrets, prélevés sur une période
donnée, selon un facteur de pondération donné, tel qu'issu des niveaux de production ou des taux de prélèvements.
2.7
produit de corrosion
radionucléide résultant de l'activation de produits de corrosion déposés temporairement sur les surfaces
internes
60 63
EXEMPLE Co, Ni.
2.8
produit de fission
radionucléide résultant soit de la fission nucléaire, soit de la décroissance radioactive de radionucléides issus
de la fission nucléaire
[2]
NOTE Adapté de l'ISO 921:1997 .
137 90
EXEMPLE Cs, Sr.
2.9
émetteur alpha
radionucléide émettant une particule alpha lors de sa décroissance radioactive
EXEMPLE La plupart des actinides et des transuraniens.
2.10
transuranien
radionucléide dont le numéro atomique est supérieur à 92
2.11
déchet technologique
déchet solide de natures diverses, incluant les tenues protectrices, les matériels rebutés, les composants de
circuits, les plastiques, les feuilles de polychlorure de vinyle et les filtres d'air à haute efficacité, produits par
une centrale nucléaire, en fonctionnement et lors d'opérations de maintenance
2.12
déchet homogène
déchet radioactif qui présente, avant tout, une distribution homogène de l'activité et des matières qui les
composent
EXEMPLE Des déchets fluides tels que les concentrats, les liquides solidifiés et les résines usées, dans lesquels la
radioactivité peut raisonnablement être considérée comme uniformément répartie dans le volume du déchet, ou déchets
fluides uniformément mélangés à une matrice solide.
2 © ISO 2007 – Tous droits réservés
2.13
déchet hétérogène
déchet radioactif qui ne répond pas à la définition du déchet homogène, comme des composants solides ou
des mélanges de composants solides tels que les déchets radioactifs secs et les cartouches filtrantes
3 Principe
La méthode empirique des ratios est une méthode d'évaluation de l'activité des radionucléides difficiles à
mesurer à partir de l'activité des radionucléides traceurs sur la base de corrélations entre les deux types de
radionucléides. Pour la mettre en œuvre, il est essentiel de comprendre les mécanismes de production des
radionucléides, leur comportement physico-chimique et d'analyser les résultats des analyses radiochimiques.
Le calcul statistique est une technique additionnelle, par regroupement des données radiochimiques,
s'appliquant à l'évaluation de la quantification des paramètres des ratios.
Les radionucléides difficiles à mesurer importants pour la sûreté du stockage sont ceux qui ont une très
longue durée de vie et qui seront donc présents dans le site de stockage, longtemps après la phase de
surveillance institutionnelle. Leurs déclarations sont souvent importantes pour l'évaluation des impacts
sanitaires et de sûreté du site de stockage. Quelques programmes nationaux de stockage de déchets à faible
radioactivité fixent pour ces radionucléides des activités massiques limites au niveau des colis et des
capacités limites pour le site de stockage. Ces critères d'acceptation sont fixés par les organismes nationaux
de régulation et de gestion des déchets; ils sont issus des évaluations de sûreté des centres de stockage.
Des informations sur l'activité volumique et l'activité totale sont aussi exigées pour le transport des matières
radioactives.
Les ratios représentent un moyen d'estimer les quantités de radionucléides difficiles à mesurer dans les colis
de déchets. Ils sont obtenus à partir des résultats de l'analyse radiochimique d'un nombre limité d'échantillons
prélevés dans les déchets produits en grande quantité. Cela est réalisé par l'observation de relations
convergentes et reproductibles entre des radionucléides individuels dans la production de déchets pour
assurer avec une confiance raisonnable que le groupe d'échantillons est bien représentatif de l'ensemble de
la production de ces déchets.
4 Échantillonnage
4.1 Généralités
Les ratios, dans le contexte de la présente Norme internationale, sont calculés à partir d'une population
d'échantillons. Il est donc important de procéder à un échantillonnage approprié et de créer des banques de
résultats d'analyse. Deux concepts de base, présentés en 4.2.1 et en 4.2.2 sont utilisés pour bâtir les
populations de données qui serviront à la méthode des ratios.
4.2 Échantillonnage représentatif
Deux approches usuelles assurent un échantillonnage représentatif:
⎯ l'échantillonnage homogène;
⎯ l'échantillonnage par accumulation.
4.2.1 Échantillonnage homogène
Cet échantillonnage s'applique aux déchets qui peuvent être considérés comme homogènes. Afin de garantir
que l'activité contenue dans l'échantillon est uniformément distr
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.