고고자료의 자연과학 응용(III) 황남대총(남분)의 일부 서역계 유리제품에 대한 과학적 특성 분류

강형태,조남철,Kang, Hyung Tae,Cho, Nam Chul 국립문화재연구원 2008 헤리티지:역사와 과학 Vol.41 No.1

경주 황남대총 남분에서 출토된 서역계 유리제품의 미세 단편(무색, 녹청색 및 감청색) 36점 각각에 대한 두께, 비중 및 기포 크기를 측정하고, 10종의 주요성분 및 13종의 미량성분 함량 데이터를 사용하여 색깔별로 유리편을 특성화하였다. 주요 성분중에서 MgO와 $K_2O$의 함량은 로마계유리 및 사산계유리를 구별하는 지표가 되는 산화물로서 본 분석을 통하여 황남대총 남분의 유리제품이 어떤 계통인지 분류하였다. 유리편은 모두 소다유리($Na_2O-CaO-SiO_2$)이며 용융제, 안정제 및 발색제의 특성에 따라 뚜렷이 분류되었다. 구성 성분 간의 상관관계가 높은 원소의 조합은 (MgO, $K_2O$), (MnO, CuO) 이었다. 또한 13종(Rb, Sr, Ba, Zr, Cr, Ni, Cs, Pb, Co, Cu, Fe, Mn, Ti)의 미량성분 함량은 색깔별로 무색, 녹청색 및 감청색 유리를 확연히 분류할 수 있어 향후 서역계 유리의 제작 원료 및 제작지를 정교하게 연구하는 데 중요한 원소들임을 알 수 있다. 무색(반투명)유리 : 비중은 $1.50{\pm}0.04$이며 내부에 원형 및 타원형의 기포들이 일정한 방향으로 길게 나열되어 있고 큰 것은 길이가 0.35mm 정도이다. 무색유리는 소다유리이면서 CaO 및 $Al_2O_3$ 농도 각각 5%를 기준으로 보면 HCLA(High CaO, Low $Al_2O_3$)이며 MgO 및 $K_2O$ 농도가 1.5 %이상인 HMK(High MgO, High $K_2O$)이다. 소다의 원료로서 식물 재를 사용하였으며 HMK이므로 사산계유리로 판단된다. 무색유리에서 착색제로 작용하는 성분의 총합은 1 %이하로서 그 값이 적어 유리의 색상에 관여도가 매우 적다고 할 수 있다. 녹청색(반투명)유리 : 비중 $1.58{\pm}0.06$이며 내부에 0.1~0.2mm 정도의 작은 기포가 분포하고 있다. 소다유리로서 HCLA이며 HMK로 분류된다. 따라서 이 녹청색 유리도 소다의 원료로서 식물 재를 사용한 것으로 생각되며 사산계유리로 판단된다. 녹청색을 내는 착색제로 작용하는 성분의 총합은 약 4%이며 MnO, $Fe_2O_3$ 및 CuO의 작용에 의한 것이다. 감청색유리 : 비중 $1.48{\pm}0.19$이며 내부에 기포가 거의 없다. 이 유리는 HCLA이며 LMK(Low MgO, Low $K_2O$)로 분류된다. 이 감청색 유리는 소다의 원료로서 광물(natron)을 사용한 것으로 로마계유리의 특성을 잘 나타낸 제품이다. 녹청색을 내는 착색제로 작용하는 성분의 총합은 약 3%로서 $Fe_2O_3$, CuO 및 Co가 그 역할을 한 것으로 보인다. 국내에서 출토된 서역계 유리제품이 실크로드를 경유해 동아시아로 유입되고 어떻게 한국 남부에 까지 오게 되었는지, 그 제작지는 어디인지에 대한 논의가 많이 이루어지고 있다. 본 연구는 황남대총의 유리제품을 물리 및 화학적으로 특성화한 결과이며 향후 국내 또는 국외에 있는 서역계 유리제품의 제작지 및 유통경위를 추적할 수 있는 과학적 지표가 될 것이다. Thirty six samples of Western asia glass vessel shards which were excavated from South Mound of Hwangnamdaechong were each measured for thickness, pore size and specific gravity and analyzed for ten major compositions and thirteen trace elements. The glass samples with colorless, greenish blue and dark purple blue were well classified by principal component analysis(PCA). All glass shards of Hwangnamdaechong belonged to Soda glass system ($Na_2O-CaO-SiO_2$) which have the range of 14~17% $Na_2O$ and 5~6% CaO. The corelation coefficients of (MgO, $K_2O$) and (MnO, CuO) showed above 0.90. The concentrations of thirteen trace elements apparently differentiated from colorless, greenish blue and dark blue glasses. We found that thirteen trace elements were very important indices for studying raw material of glass and the origin of glass making. Colorless glass : The specific gravity is $1.50{\pm}0.04$. Circle or oval circle pores are observed with regular direction in internal zone and the longest one is about 0.35 mm. The raw material of sodium must be the plant ash because sodium glasses contain HCLA(High CaO, Low $Al_2O_3$) and HMK(high MgO, high $K_2O$) and suggested to Sasanian glass. The total amount of coloring agent of colorless glass is below 1 % which is too small to attribute to the color. Greenish blue glass : The specific gravity is $1.58{\pm}0.04$. The fine pores which are 0.1~0.2mm are dispersed in internal zone. Sodium glasses are distributed to HCLA and HMK. Therefore the greenish blue glass also have used plant ash for raw material of sodium with the same as colorless glass. It was also suggested to the glass of Sasanian. The total amount of coloring agent of greenish blue glass is about 4% under the influence of working MnO, $Fe_2O_3$ and CuO. Dark purple blue glass : The specific gravity is $1.48{\pm}0.19$. There are rarely pores in internal zone. They are distributed to HCLA and LMK(Low MgO, Low $K_2O$) and suggested to Roman glass. The raw material of sodium is estimated to natron. The total amount of coloring agents of greenish blue is about 3% by $Fe_2O_3$ and CuO. These studies for western asia glass shards from South Mound of Hwangnamdaechong could be used in the future as the standard data which could be compared with those of other several graves in Korea and dispersed in foreign areas.

조선통보의 주조원료와 산지 연구(I)

강형태,김규호,허우영,평미양광 한국문화재보존과학회 2004 보존과학회지 Vol.16 No.-

조선시대 최초의 동전은 조선통보이며 1423년에 주조되었다. 조선통보 2점을 입수하여 원자흡수분광분석법 및 중성자방사화분석법으로 모두 9종의 성분함량을 결정하였고 열이온화질량분석법으로 납동위원소비를 결정하여 원료의 산지를 추정하였다. 조선통보의 성분조성은 로서 중국과 일본의 동전과는 다른 조성을 나타내었다. 납동위원소비 분석결과 중국남부 방연석 분포범위에 속하였으며 통계적 분석법으로서 선형판별식분석법이 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다. Two pieces of choson-Tongue(朝鮮通寶) minted at 1423 A.D. were analyzed by atomic absorption spectroscopy and neutron activation analysis. The measurement of lead isotope ratios was also carried out in order to predict the provenance of raw materials used for minting. The Chosen-Tongue was minted as bronze having the chemical compositions of , which were different from the typical composition of Chinese and Japanese coins. The results of lead isotope ratios showed that the provenance of raw materials used for minting had a possibility to be originated from South China. And application of statistical linear discriminant analysis (SLDA) to the provenance of lead used for minting of Chosen-Tongue was confirmed.

고려시대 동전의 주조 원료와 산지( I ) - 해동통보

강형태,김규호,정광용 한국문화재보존과학회 2005 보존과학회지 Vol.17 No.-

청주시 신봉동유적 목곽분 20호에서 해동통보 1점을 입수하였다. 이 해동통보는 서기 1,102년에 주조된 것이다. 해동통보의 성분분석을 위하여 미소부 탐침 형광보선분석 및 ICP분석을 통하여 Cu, Pb, Sn, Zn, Fe, Mn, Sb, Co, As, Ag, Ni등 11종 원소의 성분함량을 결정하였다. 또한 해동통보를 주조하기 위하여 가져다 쓴 원료의 입수처를 추정하기 위하여 납동위원소비를 분석하였다. 해동통보의 성분 배합비는 이었다. 이러한 배합비는 조선시대의 조선통보 및 상평통보와는 아주 다른 것이다. 납동위원소비는 한국 남부의 방연석 범위에 포함되었다. One piece of Haedong-Tongue(해동통보) minted at 1,102 A.D. was excavated from No.20 wooden coffin, Sinbong-dong, Cheongju. It was analyzed by micro-XRF and ICP and determined the concentrations of ten elements such as Cu, Pb, Sn, Zn, Fe, Mn, Sb, Co, As, Ag and Ni. The measurement of lead isotope ratios was also carried out in order to predict the provenance of raw materials used for minting of Haedong-Tongbo. It was found that Haedong-Tongbo was minted with three compositions of , which were different from the typical composition of Chosen-Tongbo and Sangpyung-Tongbo used in Chosen dynasty. Lead isotope ratios of Haedong-Tongbo showed that the provenance of lead used for minting of it suggested the possibility to be originated from Southern part of Korea.

신라 · 가야토기 산지추정 연구 : 토기 요지를 중심으로

강형태 한국고고학회 1988 한국고고학전국대회 발표문 Vol.- No.12

원자흡수분광법에 의한 청동유물의 성분분석-경주 황남대총.안압지 출토품을 중심으로

강형태,문선영,Gang, Hyeong-Tae,Mun, Seon-Yeong 국립문화재연구소 1997 保存科學硏究 Vol.18 No.-

은평 뉴타운 유적 출토 유리구슬의 성분조성과 납동위원소비

강형태,조남철,한민수,김우현,홍지윤 한국문화재보존과학회 2009 보존과학회지 Vol.25 No.3

은평 뉴타운 유적 토광묘에서 출토된 유리구슬 60점에 대하여 성분조성, 납동위원소비를 주사전자현미경-에너지분 산형분광기와 열이온화질량분석기로 분석하여 성분조성별 차이점과 납유리를 제작할 때 사용한 납의 산지를 추정코자 하였다. 성분조성을 분석한 결과 출토유리는 크게 포타쉬 유리(K2O-CaO-SiO2)와 포타쉬납유리(K2O-PbO-SiO2)계통으 로 분류됨을 확인할 수 있었으며, Ⅲ-3지구 1005호 토광묘에서 출토된 시료는 유리가 아니라 석영으로 판단된다. Ⅱ-3지구 101호 토광묘와 Ⅲ-3지구 908호 토광묘에서 출토된 무색투명한 9점의 납유리는 성분조성이 매우 일정하며 오차가 작아 동일한 원료로 동일 장소에서 함께 제작한 것으로 보인다. 주성분분석(PCA)결과에서도 출토된 유리구슬은 크게 두 개의 그룹인 포타쉬 유리(K2O-CaO-SiO2)와 포타쉬납유리(K2O-PbO-SiO2)로 나뉘어진다. 즉, 은평 뉴타운 유적은 주요 성분조 성이 상이한 두 계통의 유리구슬로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다. 또한 납동위원소비를 분석하여 납유리를 제작할 때 사용한 납의 산지를 추정한 결과 대부분의 납유리는 중국 북부 지역의 방연석을 사용한 것으로 나타났다.

패턴 認知에 依한 考古學的 試料의 分類法

姜炯台 한국상고사학회 1990 한국상고사학보 Vol.3 No.-

甘草 Alkaloid에 關한 硏究 (第2報) : 甘草 Alkaloid의 分離 및 藥理作用 isolation and Pharmacology

康炯泰 中央醫學社 1969 中央醫學 Vol.16 No.6

放射性炭素年代測定과 高精密補正方法

강형태,추연식,나영임 한국고고학회 1993 한국고고학보 Vol.30 No.-

다변량해석에 의한 제주도 고대토기의 산지연구

강형태,홍종욱,김승원,정광용 한국전통과학기술학회 1994 한국전통과학기술학회지 Vol.1 No.1

Sixty three potsherds from Chejudo island, Kurimji and Kungokni sites haven been analyzed by instrumental neutron activation analysis. Obtained data by INAA have been used to classify potsherds by multivariate analysis. The mathematical approaches employed are principal component analysis(PCA) and statistical linear discriminant analysis(SLDA). The plot of PCA has shown that the three distinct groups were created among potsherds of Chejudo island. Kurimji and Kungokni and some samples Irom Kungokni were includcd to Chejudo group. Seven trace elements such as Sm, K, La. Ce. Lu, Rb, Co were selected to be the main contributors for the classification of three groups by SLDA.