핵분렬흔적법에 의한 림경산동굴유적 질그릇의 년대측정

김일성종합대학 력사학부 지원혁 ,   2020.3.23.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《력사유적에 대한 발굴사업은 유물을 찾아내는것으로 그쳐서는 의의가 없습니다. 발굴된 유물이 은을 내도록 하자면 유물을 옳게 정리하고 그에 대한 분석과 종합을 잘하여야 합니다.》 (김정일전집》 제3권 124페지)

민족의 유구한 력사와 문화를 빛내여나가자면 력사유적유물들을 더 많이 찾아내는것과 함께 그에 대한 분석과 종합을 높은 과학기술적수준에서 잘하는것이 중요하다.

력사유적유물들에 대한 절대년대측정방법의 하나인 핵분렬흔적법으로 년대를 측정한 대상들가운데는 평양시 강동군 읍에 위치한 림경산동굴유적에서 나온 질그릇쪼각도 있다.

림경산동굴유적에서는 신석기시대에 해당한 1개체분의 사람뼈 30여점과 200여점의 질그릇쪼각들이 발굴되였다. 그중 질그릇쪼각 500g정도를 년대측정시료로 선정하였다.

일반적으로 질그릇의 조성성분인 점토에는 미량의 우라니움이 포함되여있으며 우라니움의 자발핵분렬로 인한 흔적들이 그속에 들어있는 우라니움의 량과 시간에 비례하여 생긴다. 그런데 질그릇을 소성할 때의 높은 열로 하여 그때까지 생겨 축적된 흔적들은 모두 없어지며 제조된 질그릇에는 소성된 때로부터 새로운 자발핵분렬흔적들이 축적되게 된다. 따라서 질그릇시료에 축적된 자발핵분렬흔적수와 그속의 우라니움함량을 결정하면 질그릇의 년대를 구할수 있다.

질그릇쪼각의 핵분렬흔적년대측정을 위해 우선 시편들을 제작하였다.

시료를 분쇄하고 거기서 70~250㎛의 알갱이들을 골라내여 깨끗이 세척한 다음 80℃의 온도에서 건조시켰다. 건조한 시료에서 자성광물들을 제거하고 중액분리방법으로 지르콘광광알갱이들을 골라내였다. 다음 흔적계수에 편리하게 지르콘광광알갱이들을 테플론수지에 고정시켜 7개의 시편들을 준비하였다.

다음으로 시편들을 화학부식법으로 처리하고 자발핵분렬흔적들을 계수하였다.

우라니움의 자발핵분렬흔적들은 너무 작기때문에 보통의 광학현미경에서는 관찰할수 없다. 그러므로 화학부식을 리용하여 광학현미경으로도 관찰할수 있게 흔적을 확대하여야 한다.

이를 위해 시편들을 50% 수산화칼리움용액 11.5g과 50% 수산화나트리움용액 8g으로 이루어진 혼합용액속에 220℃의 온도에서 5시간동안 잠그었다. 부식한 시편들을 증류수로 세척하고 건조시킨 후 광학현미경으로 1 000배의 배률에서 자발핵분렬흔적들을 계수하였다.

결과 7개의 시편들에 대한 자발핵분렬흔적밀도는 각각 0.625×103개/cm2, 0.938×103개/cm2, 0.938×103개/cm2, 0.625×103개/cm2, 1.250×103개/cm2, 0.938×103개/cm2, 0.625×103개/cm2이며 그 평균값은 0.848×103개/cm2이다.

다음으로 시료속에 들어있는 우라니움량과 관련된 유도핵분렬흔적들을 검출하고 계수하였다.

이를 위해 자발핵분렬흔적을 계수한 시편에 백운모를 밀착시키고 밀봉한 다음 속이 1.67×1014개/cm2인 열중성자를 쪼임하여 백운모에 우라니움의 유도핵분렬흔적들이 검출되게 하였다. 이 백운모를 방온도에서 48% 불산용액으로 30분동안 부식시키고 증류수로 세척한 다음 건조시켰다. 이것을 광학현미경으로 500배의 배률에서 관찰하면서 유도핵분렬흔적들을 계수하였다.

결과 7개의 시편들에 대한 유도핵분렬흔적밀도는 각각 0.889×106개/cm2, 1.218×106개/cm2, 1.304×106개/cm2, 0.911×106개/cm2, 1.746×106개/cm2, 1.265×106개/cm2, 0.888×106개/cm2이며 그 평균값은 1.044×106개/cm2이다.

끝으로 질그릇쪼각의 핵분렬흔적년대를 계산하였다.

핵분렬흔적년대는 자발핵분렬흔적밀도와 유도핵분렬흔적밀도의 비 그리고 열중성자속에 비례한다.

이에 따라 계산된 년대는 약 7 200±224년이다.

결국 림경산동굴유적에서 나온 질그릇쪼각은 약 7천년전 즉 신석기시대 후기에 제작된것이라는것을 알수 있다.

이 핵분렬흔적년대측정결과는 이 유적에서 발굴된 질그릇쪼각들에 대한 고고학적연구결과와 잘 일치한다.