황해북도 봉산군지탑리유적 2호집자리에서 나온 질그릇쪼각의 핵분렬흔적년대측정

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)

력사유적과 유물은 우리 민족의 슬기와 재능이 깃들어있는 귀중한 유산으로서 그것을 적극 찾아내여 정확히 분석하는것은 우리 나라의 유구한 력사와 문화를 계승발전시키고 빛내이는데서 중요한 의의를 가진다.

여기서는 황해북도 봉산군지탑리유적 2호집자리에서 나온 질그릇쪼각의 년대를 핵분렬흔적법으로 측정한 연구자료를 소개하였다.

지탑리유적은 크게 1지구와 2지구로 구분되는데 1지구에서는 집자리 1개와 갈돌, 활촉, 그물추, 도끼와 같은 로동도구들 그리고 20여개의 질그릇들이 나왔으며 2지구에서는 2개의 집자리와 보습, 삽, 낫, 갈돌, 활촉, 창끝과 같은 로동도구들, 1 900여점의 질그릇쪼각들, 조나 피로 인정되는 탄화된 낟알과 석면덩이도 나왔다.

많은 유물들가운데서 2지구의 2호집자리에서 나온 질그릇쪼각 한점의 년대를 핵분렬흔적법으로 결정하였다.

핵분렬흔적법은 광물이나 유리속에 포함되여있는 우라니움의 자발핵분렬에 의하여 생긴 흔적들을 계수하여 유물의 제작 및 사용년대를 알아내는 절대년대측정방법이다. 이 방법은 물질속에 존재하는 우라니움이 자발핵분렬을 일으킬 때 생기는 흔적의 수가 우라니움함량과 년대에 관계된다는 원리에 기초하고있으며 구석기 및 신석기시대유물들인 불에 탄 흙이나 석기, 질그릇, 가마다리, 로자리와 고대시기 유물들인 도자기, 기와, 유리그릇과 같은 대상들에 적용할수 있다.

점토에는 약간의 우라니움이 포함되여있기때문에 우라니움의 자발핵분렬로 인한 흔적들이 생긴다. 그런데 질그릇을 만들 때의 높은 열로 하여 그때까지 생겨 축적된 흔적들은 모두 없어지며 제작된 질그릇에는 그때부터 새로운 자발핵분렬흔적들이 축적되게 된다. 축적된 흔적들의 수는 질그릇시료에 들어있는 우라니움량이 일정할 때 질그릇이 제작된 때로부터 지금까지의 년대에 비례한다. 따라서 자발핵분렬흔적수와 질그릇속의 우라니움함량을 결정하면 질그릇의 년대를 구할수 있다.

질그릇쪼각의 핵분렬흔적년대측정을 위해 우선 시편들을 제작하였다.

시료로 선정된 질그릇쪼각은 120~130cm깊이에 묻혀있었으며 바탕흙의 기본은 점토이고 거기에 석면이 약간 섞여있다. 그리고 무늬는 새김무늬이며 색갈은 황갈색이다.

이 질그릇시료 500g을 분쇄하고 거기서 70~250㎛의 알갱이들을 골라내여 깨끗이 세척한 다음 80℃의 온도에서 건조시켰다. 건조한 시료에서 자성광물들을 제거하고 중액분리방법으로 지르콘광알갱이들을 골라내였다. 다음 흔적계수에 편리하게 지르콘광알갱이들을 테플론수지에 고정시켜 5개의 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 5개의 시편들에 대한 자발핵분렬흔적밀도는 각각 1.27×10³개/cm², 1.2×10³개/cm², 1.28×10³개/cm², 1.28×10³개/cm², 1.29×10³개/cm²이다.

다음으로 시료속에 들어있는 우라니움량과 관련된 유도핵분렬흔적들을 검출하고 계수하였다.

이를 위해 자발핵분렬흔적을 계수한 시편에 백운모를 밀착시키고 밀봉한 다음 열중성자(그 속은 4.2×10¹³개/cm²로 측정되였다)를 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 5개의 시편들에 대한 유도핵분렬흔적밀도는 각각 4.52×10⁵개/cm², 4.27×10⁵개/cm², 4.45×10⁵개/cm², 4.38×10⁵개/cm², 4.40×10⁵개/cm²이다.

끝으로 질그릇의 핵분렬흔적년대를 계산하였다.

핵분렬흔적년대는 자발핵분렬흔적밀도와 유도핵분렬흔적밀도의 비 그리고 열중성자속에 비례한다.

이에 따라 계산된 5개의 시편들에 대한 년대값은 각각 약 6760년, 7060년, 7230년, 7480년, 7360년이며 그것들의 평균값은 약 7180±210년이다.

결국 지탑리유적 2호집자리에서 나온 질그릇쪼각은 약 7천년전 즉 신석기시대 후기에 제작된것이라는것을 알수 있다.