주메뉴바로가기.. 본문바로가기

佛 루브르박물관도 문화재 보존 위해 원자력을 쓴다

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 10월 14일 20:58 프린트하기

이온빔 가속기. 문화재의 성분을 정밀 분석할 수 있다. 한국원자력연구원 제공.
이온빔 가속기. 문화재의 성분을 정밀 분석할 수 있다. 한국원자력연구원 제공.

지난 1978년 일본 사이타마(埼玉)현 이나리야마 고분(稻荷山古墳)에서 출토된 금착명철검(金錯銘鐵劍)에는 115개의 문자를 새겨져 있다. 일본 연구진이 X선과 감마(γ)선으로 투과 시험을 통해 역사의 선인이 검 속에 감춰둔 메시지를 찾아낸 것이다. 최근 원자력 기술은 전기생산뿐 아니라 다양한 분야로 폭을 넓히고 있다.

 

핵이 분열하면서 나오는 방사선은 의외로 다양한 분야에 쓰인다. X레이나 컴퓨터단층촬영(CT) 는 각종 의료 검사에 사용되고 그보다 더 강한 방사선은 암세포 치료에 사용된다. 최근 들어서는 문화재 연구에서 큰 주목을 받고 있다.

 

일찍부터 시작된 문화재 연구

 

미국과 캐나다, 프랑스와 독일을 포함한 서구 국가들은 1950년대부터 이 기술을 문화재 연구 등에 활용하고 있고 폴란드나 헝가리 같은 옛 동구권 국가들도 관련 기술을 가지고 있다. 중남미 국가들도 원자력 기술을 이용한 문화재 연구가 활발하다. 

 

국내에서도 방사선을 활용한 문화재 연구가 하나 둘 시도되고 있다. 한국원자력연구원은 지난 7월 국민대 연구진과 ‘뫼스바우어 분광분석 기법’을 활용한 문화재 보존 연구를 목적으로 상호 협력협약(MOA)을 체결했다. 뫼스바우어 분광기술은 1958년 독일의 물리학자 루돌프 뫼스바우어가 발견한 감마선의 공명현상을 활용한 분석 기술이다.

 

원자핵이 방출하는 감마선을 같은 종류의 원자핵이 흡수하면 공명현상을 일으키며 핵이 들뜬 상태로 바뀐다. 이렇게 흡수된 감마선을 측정하면 물질의 구성 성분과 결정 구조, 자기장 등을 확인할 수 있다. 현존하는 측정수단 중 가장 미세한 에너지까지 측정할 수 있다. 철 화합물과 수분을 포함하는 대기 질이 석조문화재에 주는 영향을 비파괴 검사로 현장에서 살필 수 있다. 두 기관은 학술 교류는 물론 관련 국제연구에 공동으로 참여하고, 연구시설 공동으로 활용해 문화재 연구를 추진한다는 계획이다. 

한 연구진이 뫼스바우어 분광기를 다루고 있다. 한국원자력연구원 제공.
한 연구진이 뫼스바우어 분광기를 다루고 있다. 한국원자력연구원 제공.

원자력연구원은 올해 5월 공주대와 ‘중성자 분석 기술’을 바탕으로 한 문화재 보존·분석 분야 연구를 함께 추진하기로 했다. 탄소연대 측정법은 원자력 기술을 문화재 분야에 적용하는 대표적 사례다. 일반적인 탄소 원자보다 중성자를 2개 더 갖고 있는 14C라는 방사성동위원소가 시간이 지나면서 붕괴하는 특성을 이용해 문화재 시료의 연대를 측정하는 방법이다.

 

특히 연구용원자로 하나로에서 핵분열 과정에서 생성된 중성자는 검출 감도가 높아 화학적인 분석법으로는 불가능한 미량 분석이 가능하다. 문화재의 산지 및 연도를 추정할 수 있다. 다양한 종류의 시료를 대상으로 여러 가지 원소를 비파괴적으로 동시에 분석할 수 있는 것이 장점이다.

 

이 기술을 조금 더 응용하면 ‘영상기술’로도 쓸 수 있다. 투과력과 분해능이 뛰어난 중성자의 성질을 이용해서는 문화재를 손상하지 않고 내부구조나 미세결함을 확인하는 ‘비파괴 검사’에도 쓸 수 있다. 연구용 원자로에서 생성된 중성자를 시료에 투과시켜 감쇄하는 중성자의 양을 평가한다. 

 

문화재 손상 없이 결합 찾는다

 

‘방사선 조사기술’도 빼놓을 수 없다. 방사선의 투과력과 살균력을 이용하는 것으로 의료 분야에서 주로 쓰지만, 문화재 분야에선 주로 목재 문화재 관리에 이용된다. 방사선 조사를 통해서는 목재 문화재의 생물학적 손상을 일으키는 벌레와 곰팡이 번식을 막기도 한다. 서적, 의복 등 유기질 문화재의 보존에도 이용 가능하며 부식이 심한 목재를 단단히 하기 위한 강화 방법으로 방사선 고분자 중합 기술이 사용된다. 

 

원자력연구원은 올 8월 한국문화재보존과학회와 ‘방사선을 이용한 문화재 분석과 보존기술 개발’을 위한 상호협력협약(MOA)을 체결하기도 했다. 뫼스바우어 분광기는 물론 정읍 첨단방사선연구소에 설치된 감마선 조사시설 및 전자선 실증연구시설, 경주의 양성자가속기연구센터 이온빔 가속기를 다양한 문화재 연구에 활용한다는 계획이다.  

 

국내 연구용 원자로 하나로. 이 시설이 들어서면서 중성자 방사화 분석 기술, 중성자 영상 기술, 방사선 조사 기술 등 다양한 문화재 보존 및 복원, 감정 연구가 가능해졌다. 한국원자력연구원 제공.
연구용 원자로 하나로에서 생산하는 중성자를 이용해 다양한 문화재 보존 및 복원, 감정 연구가 가능해졌다. 한국원자력연구원 제공.

이온빔 분석 기술도 자주 쓰인다. 각종 문화재를 구성하고 있는 성분을 정성·정량 분석해 문화재 복원 및 보존처리를 위한 지표를 만드는 데 이용한다. 진공식과 비진공식으로 구분하는데, 비진공식 기술은 챔버 안에 들어가지 않는 대형 문화재까지도 분석이 가능해 최근 각광받고 있다. 원자력연구원은 이 기술을 독자적으로 개발했다. 

 

원자력연구원은 “프랑스 파리 루브르 박물관은 이온빔 분석기술을 이용해 문화재와 예술품 복원 및 보존 목적으로 가속기를 24시간 사용하고 있다”며 “국내에서도 미복원 유물 복원 처리를 위해 이온빔 분석기술에 최근 크게 관심이 높아지고 있어 관련 연구를 적극적으로 늘려나가고 있다”고 밝혔다.

 

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 10월 14일 20:58 프린트하기

 

혼자보기 아까운 기사
친구들에게 공유해 보세요

네이버밴드 구글플러스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

7 + 5 = 새로고침
###
과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

관련 태그뉴스