放射化 分析法에 의한 土壤 및 岩石試料의 核種調査

홍덕균(Dul-Gyun Hong),이병기(Byung-Ki Lee),서경원(Kyung-Won Seo) 강원대학교 기초과학연구소 1987 기초과학연구 Vol.4 No.-

中性子 放射化 分析法(NAA)은 일정 시간동간 未知의 試料를 熱中性子로 熙射시킨 후 試料가 放出하는 放射能을 測定하여 試料를 分析하는 方法이다. 化學的 元素 (n, r)反應의 結果로 生成된 放射性 核種으로 부터 特性放射能을 測定하여 分析할 수 있다. 이 實驗에 使用된 測定裝置는 multichannel analyzer (CANBERRA 90 series, ORTEC 7050 model)와 Ge(Li) 半導體 檢出器를 使用했으며, 熱中性子 線源으로서 原子爐를 利用했다. 實驗結果, (1) 土壤試料에는 ??⁴Cu, ¹⁴??La, ????Mn, ³¹Si, ²⁴Na, ⁴²K, ²??Al, ??²Br, ????Co, ????Co, ????Co, ²????Ra, ¹????Au, ????Tc, ²²??Th, ¹³¹I, ²²³Pa, ¹????Tb, ¹??¹Tb, ¹????Dy, ¹³??Ba. 등이 存在하고 있으며, (2) 岩石試料 1 g 중에는 우라늄 4.12 ± 0.09㎎ 과 토륨 0.15 ± 0.01㎎이 포함되어 있다. 이 中性子 放射化 分析法은 극히 적은 量의 試料를 定量하거나 定性分析하는데 매우 유용한 放法이다. Neutron Activation Analysis(NAA) is an extremely powerful analysis technique, in which an unknown sample is bombarded with thermal neutrons for appropriately chosen lengths of time. The chemical elements are identified and assayed after irradiation by measurement of characteristic radiation emitted from radionuclides formed in the(n,r) reaction. A counting system for neutron activation analysis is a multichannel analyzer with Ge(Li) detector (CANBERRA 90 series, ORTEC 7050 model). In a way, the neuclear reactor is used as a source of thermal neutrons. In this study, 1)The following elements are found in soil samples; ??⁴Cu, ¹⁴??La, ????Mn, ³¹Si, ²⁴Na, ⁴²K, ²??Al, ??²Br, ????Co, ????Co, ????Co, ²????Ra, ¹????Au, ????Tc, ²²??Th, ¹³¹I, ²²³Pa, ¹????Tb, ¹??¹Tb, ¹????Dy, ¹³??Ba. 2)The following amount uranium 4.12 ± 0.09㎎ and thorjum 0.15 ± 0.01㎎ are detected in lg of rock samples. This technique is suitable for the micro-qualitative and quantitative anaysis.

고고학 시료의 광(光) 여기(勵起) 루미네센스 연대측정

홍덕균(Hong Duk-geun),김명진(Kim Myung-jin),성정용(Sung Jung-yong),박순발(Park Soon-bal) 한국고고학회 2001 한국고고학전국대회 발표문 Vol.- No.25

석영이나 장석시료를 빛으로 여기시켜 검출된 루미네센스를 적당한 온도에서 관측하고, 관측된 루미네센스의 크기를 시간적으로 조절하면 고고학적, 지질학적 시료의 연대를 산출할 수 있다. 이 연구에서는 광 여기 루미네센스를 이용하여 한국에서 출토된 토기, 기와시료, 수전층 시료에 대한 연대를 측정하였다. 얻어진 광 여기 루미네센스 연대들은 고고학적 편년 뿐 만 아니라 방사성 탄소연대 결과와도 잘 일치하였다. Controlled measurements of the optically stimulated luminescence signal from non-conducting, crystalline materials such as quartz and feldspar can provide a means of determining the time since the last heating of a pottery or the last exposure of a layer of sediment to sunlight, the age of the pottery or sediment, in a similar way to thermoluminescence dating. Whereas in the thermoluminescence dating of sediment only part of the latent thermoluminescence signal is bleached by sunlight as the sediment is deposited and allowance must be made during the laboratory measurements for the light insensitive component, optically induced luminescence dating has the advantage of working only with light sensitive traps in the crystal. Optical dating, using blue stimulation of quartz grains from archaeological samples, was undertaken. The dates obtained from the heated materials offered good agreement with the ages derived by typological assessment. Also, the ages of the bleached materials from a hydroponic farm were found to be in satisfactory results with those of radiocarbon dating in addition to a good stratigraphic correlation. We conclude that the optical dating used in here should contribute significantly to future archaeological dating work.

광 여기 루미네센스를 이용한 신기 퇴적층의 연대측정

홍덕균(Duk-Geun Hong),최정헌(Jeong-Heon Choi),한정희(Jeong-Hee Han),최만식(Man Sik Choi),정창식(Chang-Sik Cheong) 한국암석학회 2001 암석학회지 Vol.10 No.3

OPTICALLY STIMULATED LUMINESCENCE(OSL) DATING OF QUARTZ FROM SEDIMENTS

DUK-GEUN HONG(홍덕균) 대한지질학회 1998 대한지질학회 학술대회 Vol.1998 No.

제4기 토함분지

최성자,홍덕균,최위찬,김명진,이석규,Choi Sung-Ja,Hong Dukgeun,Chwae Ueechan,Kim Myungjin,Lee Seog-kyu,Murray Andrew S. 대한자원환경지질학회 2004 자원환경지질 Vol.37 No.5

A steadily consolidated conglomerate formation (CCF) is developed thickly around Tabjeong-ri and Janghang-ri to the east of Tohamsan, Gyeongju City. The CCF has been regarded to a basal conglomerate, Cheonbug Conglomerate, of the Yonil Group by Tateiwa (1924). Son et al. (2000) correlated the CCF to the Songjeon Formation, which occupies the southwestern block of Tertiary Waup Basin. However, the Songjeon Formation stratigraphically does not face to the extension of the CCF. OSL (Optically Stimulated Luminescence) data on the reddish brown to bluish gray psammitic layers, which are intercalated in the CCF, yielded to 85∼92 ka. Therefore, the age of CCF constrains to the last interglacial stage (MIS 5c-5e) rather than the Early Miocene Cheonbug Conglomerate. The Late Pleistocene Tohamsan Formation (TF) is newly named to the CCF and is subdivided to megabreccias and boulders. A rectangular basin, in which the TF is accumulated, is bounded by Oedong and Yonil faults (segments of Yonil Tectonic Line) and is given a name of Toham Basin. Neotectonically, Pliocene EW-transpression gave an effect of the top-up-to-the-west reverse faulting and the accompanied normal fault movement during the last interglacial age (ca. 100 ka). The basin is graben type, in which basin fills are composed of collapsed colluvial deposits, TF. 활성단층 연구가 시작된 이래로 제4기 퇴적층에 대한 관심이 높아지게 되었으며 단구 지형에 퇴적된 미고결 퇴적물에 대하여 많은 자료가 축척되어 있으나, 지금까지 고결된 제4기 지층에 대한 자료는 보고 된 바 없다. 토함산 동쪽의 탐정리와 장항리에는 단단하게 고화되어 있는 역층이 두껍게 발달하고 있다. 이 층을 조양도폭(Tateiwa, 1924)에서는 연일층군의 기저역암인 천북역암으로 보았으며, 손문 등(2000)는 제3기 퇴적분지인 와읍분지 남서부 지괴를 구성하고 있는 송전층에 대비한 바 있으나, 이 퇴적층의 분포를 추적하여 보면 제4기의 미고결 역질층과 정면으로 대치되고 있다. 이 역질층에 협재되어 있는 적갈색 내지 청회색의 사질층에 대한 OSL 연대 측정결과 85∼92ka의 연대가 산출되었으므로 신제3기 전기 마이오세의 천북역암이 아닌 제4기 최후기 간빙기(MIS 5c∼5e)로 확인되었다. 이 역질층을 토함산층으로 명명하였으며 거각력질 층준과 역질 층준으로 분류된다. 이 층은 연일구조선의 분절단층인 외동단층과 연일단층에 의하여 규제되는 북북동방향의 장방형 퇴적분지 내에서 발달하고 있으며, 이 분지를 토함분지라 정하였다. 플라이오세부터 가해진 동서압축력에 의한 서향 역단층 운동은 최후기 간빙기 동안인 약 10만 년 전 까지 계속되었으며, 서향압축에 수반된 정단층이 동쪽으로 일어나 붕적층이 퇴적되어 토함분지가 형성되었다.

단일입자재현법(單一粒子再現法)을 활용한 고고유물의 진위판별 연구

김명진,윤민영,홍덕균,Kim, Myung-Jin,Youn, Min-Young,Hong, Duk-Geun 한국문화재보존과학회 2008 보존과학회지 Vol.23 No.-

이 연구에서는 고고학 유물의 진위여부를 판단하기 위하여 미세시료채취법을 적용하여 시료를 채취한 후 화학적으로 분리된 세립 석영 입자의 고고선량을 산출하였다. 진위판별 연구에 앞서 미세시료채취법의 타당성은 백제무령왕릉 출토 전(塼)에서 산출된 고고선량 값들로부터 입증되었다. 이를 바탕으로 고구려 시대에 제작되었다고 주장되는 4점의 고고학 유물에 미세시료채취법을 적용하여 극소량의 시료를 채취한 후 단일입자재현법으로 고고선량을 산출하였다. 모든 유물에 대하여 고고선량 값은 0.2Gy 이하로 매우 낮았으며 단일시료재현법으로 산출된 값과 비교한 결과 매우 신뢰도가 높음을 알 수 있었다. 그러므로 유물의 고고학적 상황과 국내에서 고고선량은 평균적으로 1,000년 당 약 3.5Gy 내외의 값을 가진다는 점으로 미루어 판단하건데, 이 유물들은 고구려 시대에 제작된 유물이 아닐 가능성이 매우 높았다. This article aims to turn out the authentication of archaeological materials by using the paleodose measurement to fine sand-size quartz grains obtained by micro sampling technique. We firstly revealed the validity of micro sampling technique from the paleodoses of two bricks related to Muryong Royal Tomb of Baekje Kingdom. For the purpose of authentication test, four archaeological materials were selected, because they have been insisted that they were manufactured in Goguryeo Kingdom era. After obtaining very few quartz grains by micro sampling technique, each paleodose was evaluated by using SGR (single grain regenerative dose method). All values were very low below 0.2Gy and the reliability was found from those values by using SAR (single aliquot regenerative dose method). Considering the archaeological situation and the general paleodose, the burial time for 1,000 years generally corresponds to about 3.5Gy in Korea, it is concluded that these archaeological materials are all modern counterfeits.

베이지안 통계학을 이용한 청동기시대 주거지내 화덕자리들의 광자극발광(OSL) 연대 결정

김명진,양혜진,홍덕균,Kim, Myung-Jin,Yang, Hye-Jin,Hong, Duk-Geun 대한방사선방어학회 2011 방사선방어학회지 Vol.36 No.2

이 연구에서는 소골 유적 29호 및 29-1호 주거지 내부에 사용 시기를 달리하여 존재하는 3개의 화덕자리에 대한 광자극발광(OSL) 연대측정을 수행하였다. 연대측정에 앞서 석영 시료의 자연 OSL 신호 관찰 및 절대영년도 평가를 수행한 결과, OSL 신호는 광이온화 단면적이 커 열과 빛에 매우 민감한 fast 성분만으로 이루어졌으며 청동기인들의 일반적인 난방 및 취사 온도인 $300^{\circ}C$ 이하에서도 완벽히 절대영년 됨을 알 수 있었다. 각 시료의 고고선량은 단일시료재현법을 적용한 재현성 평가와 플래토우 평가로부터 산출되었고, 이를 연간선량율로 나누어 OSL 연대를 결정하였다. 이후 산출된 OSL 연대의 정밀도를 높이기 위하여 발굴조사를 통해 파악된 화덕자리의 사용 시기와 각 화덕자리의 OSL 연대를 베이지안 통계에 적용한 결과, 개별 화덕자리의 사용 및 폐기 시점에 대한 높은 정밀도를 갖는 OSL 연대가 최종적으로 확정되었다. OSL dating for three hearths having the sequence of use and discard in No. 29 and 29-1 dwelling sites at Sogol cultural site was carried out. Resulting from the deconvolution of natural CW-OSL decay curve and thermal zeroing test, it was turned out that OSL signal was entirely composed of the heat- and light-sensitive fast component with high photoionization cross-section and all quartz OSL signals were thermally bleached under $300^{\circ}C$ which is the minimum temperature related to heating and cooking in Bronze age. After dose recovery test and plateau test, paleodose of each hearth sample was evaluated by using SAR method, and OSL age was determined from the ratio of paleodose to annual dose rate. For the purpose of the precision improvement of OSL age, Bayesian statistics was applied to each hearth's age and the archaeological sequence information. Finally, it could be concluded to the accurate use period of each hearth from the resultant OSL ages.

ESR and OSL dating of a fault movement in a trench in Yeongi-gun, Korea

이희권(Hee-Kwon Lee),홍덕균(Dukgeun Hong) 대한지질학회 2007 지질학회지 Vol.43 No.3

적외선 여기 루미네센스를 이용한 조간대 퇴적층의 연대추정

최만식,한정희,최정헌,정창식,홍덕균,Choi, Man-Sik,Han, Jeong-Hee,Choi, Jeong-Heon,Cheong, Chang-Sik,Hong, Duk-Geun 한국해양학회 2002 바다 Vol.7 No.1

장석을 적외선으로 조사하여 측정된 루미네센스를 이용하여 서해안 지역에 최근 퇴적된 갯벌 퇴적층의 연대를 산출하였다. 연대를 결정하기 전 조사된 표층시료의 시험에서 시료채취 장소의 환경은 루미네센스 연대 측정법을 적용하기에 매우 적합한 것으로 나타났다. 산출된 연대는 퇴적층에 따라 비교적 순차적으로 나타났으며, 각 층에서 산출된 연대의 중심연대를 기준으로 볼 때 시료 채취장소의 퇴적율은 100년 동안 약 50cm정도를 보였다. 또한, 사용된 시료의 열적전환에 의한 회귀현상에 대한 연구가 기술되었다. 광 여기 루미네센스 연대 측정법은 앞으로 갯벌의 퇴적환경을 연구하는데 크게 기여할 것으로 생각된다. Optical dating, using infrared stimulation of K-feldspar grains, was undertaken to determine the sedimentation rate of a recently deposited tidal flat on the western coast of Korea. Very low luminescence of the natural surface sample confirms that the materials we investigated were well bleached at deposition. The five IRSL ages obtained show a reasonable stratigraphic correlation with the expected sedimentation rate of approximately 50cm/100yr. In addition the recuperation effect due to thermal transfer was discussed. We conclude that the optical dating used here shows a great promise to determine the sedimentation rates of tidal flats.

수렴단층노두 해안단구 퇴적층의 OSL 연대에 대한 재고찰

허서영(Seoyoung Heo),최정헌(Jeong-Heon Choi),홍덕균(Duk-Geun Hong) 한국암석학회 2014 암석학회지 Vol.23 No.3

이 논문에서는 경주시 양남면에 분포하는 해발고도 약 45 m의 수렴단층 노두 해안단구 퇴적층의 형성시기를 추정하기 위하여, 퇴적층을 구성하고 있는 석영에 대한 단일입자 OSL(Single Grain Optically Stimulated Luminescence) 연대측정을 실시하였다. 실험에 사용된 총 1200개의 석영입자 중, 93개의 입자가 연대측정에 적합한 OSL 신호특성을 보였으며, 이들의 등가선량은 50-610 Gy까지 넓은 분포를 보인다. 이 자료를 중심연대모델(Central Age Model)과 최소연대모델(Minimum Age Model)을 이용하여 분석하면, 각각 83±4 ka와 60<SUP>+3</SUP><SUB>-7</SUB> ka의 연대가 도출되지만, 이들 연대는 MIS 5a시기로 보고된 기존의 제2해안단구의 OSL 연대와 층서적으로 불일치한다. 단일입자 OSL 분석결과들을 혼합연대모델(Finite Mixture Model)에 적용하면, 분석된 입자들 중 6±4%의 석영입자가 MIS 7의 퇴적시기(194±24 ka)를 지시함을 알 수 있다. 결론적으로, 수렴단층 노두 해안단구 퇴적층이 MIS 7 시기에 형성되었을 가능성을 배제할 수 없으며, 이 퇴적층은 일반적으로 적용되는 다입자 OSL(multiple grain OSL) 연대측정법을 적용하기에 적합하지 않은 시료로 판단된다. In this paper, we report new OSL ages of the marine terrace sediments at Suryum fault site, using single grains of quartz, and briefly discuss their chronological implications on the timing of terrace formation along the southeastern coast of Korea. Of 1200 grains measured, 93 quartz grains were found to have OSL properties suitable for dating, the equivalent dose (De) values of which varied significantly, ranging from 50 Gy to 610 Gy with the overdispersion of 30±4%. Applied to the Central Age Model (CAM) and Minimum Age Model (MAM), these quartz grains showed the OSL ages of 83±4 ka and 60<SUP>+3</SUP><SUB>-7</SUB> ka, respectively, both of which are stratigraphically inconsistent with the previously reported OSL ages of lower 2<SUP>nd</SUP> terrace (MIS 5a; ~80 ka). However, Finite Mixture Model (FMM) revealed that a small fraction of the measured quartz grains (6±4%) were of the ages (194±24 ka) corresponding to MIS 7. Conclusively, based on single grain OSL ages, it would be prudent not to exclude the possibility that the marine terrace sediments at Suryum fault site have formed during MIS 7. Further, our single grain OSL ages imply that multiple grain(single aliquot) OSL dating methods are not applicable to the marine sediments at Suryum fault site.