Dans la plupart des cas, l’analyse ne nécessite pas d’utiliser l’intégralité de l’échantillon. Celui-ci est alors homogénéisé préalablement afin que la prise pour essai n’induise pas de biais sur la représentativité de la mesure. La plupart des acteurs de la surveillance effectuent également l’archivage d’une partie des échantillons analysés (filtres en particulier), en vue d’une éventuelle analyse ultérieure par des moyens complémentaires ou plus performants.

La nécessité de concentrer l’échantillon ou d’extraire les radionucléides à mesurer implique la mise en oeuvre d’un laboratoire qui permet de réaliser au meilleur niveau de qualité tout ou partie des étapes conduisant à la caractérisation des radionucléides présents dans un échantillon.

Après la préparation physique, des opérations de radiochimie aboutissent généralement à la concentration ou à la séparation des radionucléides recherchés. En général, les laboratoires disposent également de moyens de traitement et d’analyses physico-chimiques des échantillons.

À l’issue de cette phase, les échantillons sont mis sous forme de sources et transmis au laboratoire de mesure nucléaire. Des compteurs ou des spectromètres (compteurs proportionnels alpha-bêta, compteurs alpha à photomultiplicateurs, compteurs à scintillation liquide, détecteurs gamma de type germanium avec passeurs d’échantillons, détecteurs gamma de type NaI, chambres à grille avec passeur et semi-conducteurs) permettent la détection des rayonnements alpha, bêta ou gamma. La qualité des mesures effectuées est assurée par l’utilisation de traceurs ou de sources étalons de référence spécifiques en termes d’activité, de densité et de nature.

La palette des compétences métrologiques mises en oeuvre par les laboratoires pour la mesure de la radioactivité dans l’environnement peut se résumer comme suit :