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문제 정의
- 이와 달리 비정상적인 fading은 냉광수명이 충분히 긴 덫의 전자가 터널링 현상(tunneling effect)에 의해 재결합중심과 직접적으로 결합하는 현상으로 주로 장석과 지르콘 광물에서 발생한다고 알려져 있다. 이 연구에서는 가마벽체 시료의 비정상적인 fading 현상을 제거하기 위해 화학적으로 석영 시료만을 추출하였다. 또한 TL/OSL 연대측정에 사용된 석영 시료의 200℃ TL 피크의 경우 냉광수명은 103 ~105년이며 OSL 신호는 안정한 325℃ TL 피크와 동일한 덫으로부터 기인한다고 알려져 있다(Wintle and Murray, 1997).
- 이 연구에서는 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취된 가마벽체 시료에 대해 감마선 핵종분석을 수행하여 자연방 사성핵종 238U, 232Th, 40K의 비방사능(Bq/kg)을 측정하였다. 감마선 핵종분석 결과, Figure 7에서 보는 바와 같이 4 호 옹기가마 점토벽돌의 비방사능 값이 나머지 진흙벽체 및 흙벽돌 시료에 비해 모두 10배 정도 낮은 값으로 산출되었다.
- 이 연구에서는 오송 봉산리 옹기가마 유적의 TL/OSL 연대측정을 위해 각 옹기가마의 연소실 또는 소성실에서 가마벽체를 시료로 채취하였다. 이를 위해 가장 빠른 시기로 추정되는 I 단계 6호 기와가마(OSK1, 2)에서는 소토화된 진흙벽체를 시료로 채취하였으며, II 단계 1호 옹기가마(OSK3), 2호 옹기가마(OSK4, 5), 3호 옹기가마(OSK6, 7)에서는 흙벽돌을, III 단계 4호 옹기가마(OSK8, 9)에서는 점토벽돌을 각각 채취하였다.
가설 설정
- Physical characteristics of the sample of the earthenware kiln. (a) Typical TL glow curve, (b) Typical OSL decay curve, (c) The comparison of TL/OSL intensity measured from the same kiln sample, (d) Sensitivity change normalized using the first TL/OSL measurement.
제안 방법
- 이를 이용하여 각 시료디스크 간의 질량차가 보정된 350 mGy 베타선에 대한 TL 세기(TL350 /TL150) 및 OSL 세기(OSL350 /OSL150 )를 산출하였다. 350 mGy 베타선에 대한 TL/OSL 민감도는 시료별 3개씩의 시료디스크로부터 얻어진 값을 평균하여 얻어졌고, 이들 TL 평균 세기 및 OSL 평균 세기들 중 최댓값을 이용하여 각각 규격화(normalization) 하였다. Figure 3c에서 보는 바와 같이 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호 옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료는 TL 신호가 OSL 신호보다 방사선에 대한 민감도가 매우 높았다.
- 가마벽체 석영 시료의 방사선에 대한 민감도 평가를 위해 앞서 350 mGy 베타선을 조사하여 측정된 TL 신호 중 200℃ 피크 영역(170~250℃)을 합하여 TL 세기(TL350)를 산출하였고, OSL 신호 중 최초 1초 동안의 세기를 합하여 OSL 세기(OSL 350 )를 산출하였다. 이들 시료디스크에 다시 150 mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 TL/OSL 신호를 측정하여 각 시료디스크의 TL 세기(TL150) 및 OSL 세기 (OSL 150 )를 산출하였다.
- 이들 시료디스크에 150 mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호 옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료는 TL 신호를 측정하였고 OSK1, 2(6호 옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2) 시료는 OSL 신호를 각각 측정하였다. 각 시료의 TL/OSL 신호 세기는 위와 같이 3개씩의 시료디스크로부터 얻어진 값을 평균하여 얻어졌고, 이 과정을 6회 반복하였다. Figure 3d에서 보는 바와 같이 OSL 측정의 경우 모든 시료에 대하여 민감도 변화가 거의 발생하지 않았다.
- 다음으로 연간선량율 산출용 시료를 건조기에서 충분히 건조시킨 후 감마선 분광분석을 위해 마노 유발을 이용하여 90 μm 정도의 입자 상태로 분쇄하였다.
- 이는 흡수선량의 과대 및 과소산출의 원인이 될 수 있다. 따라서 400℃에서 절대 영년된 시료디스크를 시료당 10개씩 준비한 다음 350mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 동일한 SAR-TL/OSL법을 적용하여 재현성 평가(regeneration test)를 수행하였다. 재현성 평가 결과, SAR-OSL법을 적용한 OSK1, 2(6호옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2) 시료에서는 모두 주어진 선량(given dose, GD)과 동일한 재현선량 (regenerative dose, RD)이 산출됨을 알 수 있었다.
- 또한 200℃ 피크의 신호 세기가 290℃ 피크보다 크기 때문에 계수오차가 작아져 보다 정밀한 연대산출이 가능하다는 장점이 있다. 따라서 이 연구에서는 200℃ TL 피크를 이용하여 가마벽체 시료의 TL 신호 특성 파악 및 연대측정을 진행하였다. 이와 함께 Figure 3b에 각 시료로부터 측정된 OSL 신호 중 OSK6(3호옹기가마) 시료의 OSL 신호를 예시하였다.
- , 2011). 따라서 이 연구에서는 측정 후 1초 동안의 OSL 신호 세기를 이용하여 가마벽체 시료의 OSL 신호 특성 파악 및 연대측정을 진행하였다.
- 그러나 SAR-TL법을 적용한 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료에서는 주어진 선량보다 재현선량이 낮게 산출되었다(Figure 6). 따라서 재현선량과 주어진 선량의 비(RD/GD)를 이용하여 흡수선량의 과대산출 보정인자 C를 결정하였다(Woda et al.,2012).
- 또한 OSL 신호 측정을 위해 시료의 온도를 125℃로 유지함과 동시에 470±20 nm의 파장을 가진 청색 발광 다이오드(Nichia type NSPB-500S) 를 이용하여 40초 동안 광자극 하였으며 광원의 세기는 50 mW/cm2 정도이다.
- 이를 위해 가장 빠른 시기로 추정되는 I 단계 6호 기와가마(OSK1, 2)에서는 소토화된 진흙벽체를 시료로 채취하였으며, II 단계 1호 옹기가마(OSK3), 2호 옹기가마(OSK4, 5), 3호 옹기가마(OSK6, 7)에서는 흙벽돌을, III 단계 4호 옹기가마(OSK8, 9)에서는 점토벽돌을 각각 채취하였다. 또한 TL/OSL 연대측정의 신뢰성 검증을 위해 1호 옹기가마를 제외한 모든 옹기가마에서 시료를 2개씩 중복해서 채취하였다(Table 1). 채취된 시료를 암실로 옮긴 후 고고선량(paleodose) 및 연간선량율(annual dose rate) 산출을 위해 시료를 두 부분으로 나누었다.
- 이 연구에서는 19세기 말부터 20세기 후반까지 사용된 것으로 알려진 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 가마벽체 시료를 채취하여 TL/OSL 연대측정을 수행하였다. 또한 동일한 옹기가마에서 채취한 목탄 시료를 대상으로 방사성탄소 연대측정도 진행하였다. 이후 TL/OSL 연대와 방사성탄소 연대를 통계적으로 결합하여 각 옹기가마의 사용시점과 변천과정을 절대연대 편년하였다.
- Figure 4의 단일시료재현법에서는 매 측정마다 동일한 시험 방사선 (200 mGy)으로부터 측정된 TL/OSL 신호(Tx)를 이용하며 이러한 민감도 변화를 보정한다. 또한 선량반응곡선을 만드는 마지막 과정에서 최초 실험실 방사선량(350 mGy)으로부터 얻어진 TL/OSL 세기(R1)와 동일한 실험실 선량을 조사하여 얻어진 TL/OSL 세기(R5)를 서로 비교(R5/R1)하여 민감도 보정이 제대로 이루어졌는지 평가한다(recycle ratio). 그러나 이 연구에서 적용한 SAR-TL법의 경우 급격한 민감도 증가로 인하여 민감도 보정이 제대로 이루어지지 않음을 알 수 있었다(Figure 5).
- , 2003). 시료의 TL 신호 측정을 위해 Kanthal strip 히터를 이용하여 시료를 실온에서부터 400℃까지 선형적으로 가열했으며, TL 신호는 Schott BG-3, BG-39 필터와 결합된 광전자증배관(EMI 9635QA photomultiplier)으로 검출되었다. 또한 OSL 신호 측정을 위해 시료의 온도를 125℃로 유지함과 동시에 470±20 nm의 파장을 가진 청색 발광 다이오드(Nichia type NSPB-500S) 를 이용하여 40초 동안 광자극 하였으며 광원의 세기는 50 mW/cm2 정도이다.
- 연간선량율 산출을 위한 자연방사성핵종 40K, 232Th,238U의 농도는 한국기초과학지원연구원에 설치된 고순도 게르마늄 검출기[HPGe gamma detector, Mirion Technologies Inc., USA(상대효율: 30%)]를 이용하여 측정되었다.
- 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취된 가마벽체 시료에 대한 TL/OSL 연대측정에 앞서 각 시료로부터 방출되는 TL/OSL 신호의 물리적 특성을 먼저 파악하였다. 이를 위해 각 시료로부터 추출한 석영 시료를 이용하여 시료별 6개씩 시료디스크(aliquot)를 만든 후 Riso TL/OSL reader에서 400℃까지 가열하여 절대영년(thermal zeroing) 시켰다.
- 이 연구에서는 19세기 말부터 20세기 후반까지 사용된 것으로 알려진 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 가마벽체 시료를 채취하여 TL/OSL 연대측정을 수행하였다. 또한 동일한 옹기가마에서 채취한 목탄 시료를 대상으로 방사성탄소 연대측정도 진행하였다.
- 이 연구에서는 19세기 말부터 20세기 후반까지 사용된 것으로 알려진 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취된 가마벽체와 목탄 시료를 대상으로 TL/OSL 연대측정과 방사성탄소 연대측정을 수행하였다. 각 옹기가마의 TL/OSL 연대와 방사성탄소 연대를 비교 검토한 결과, 이 유적과 같은근·현대 고고유적의 절대연대 편년을 위해서는 TL/OSL 연대측정과 방사성탄소 연대측정을 함께 수행하여 결합연대를 산출하는 것이 타당하다고 판단되었다.
- 이와 함께 recuperation 값과 recycle ratio 값으로부터 단일시료재현법의 건전성을 평가할 수 있다. 이 연구에서는 각 시료로부터 10개씩의 시료디스크를 측정하여 흡수선량과 최소검출선량을 산출하였고, 이를 Table 1에 정리하였다. 또한 각 시료의 recuperation 값과 recycle ratio 값을 Figure 5에 도시하였다.
- 이 연구에서는 오송 봉산리 옹기가마 유적 내 각 옹기가 마의 사용 및 폐기시점을 결정하기 위해 OxCal 프로그램 (ver. 4.3)(Bronk Ramsey, 2009)의 Sum 명령어를 이용하여 각 옹기가마의 TL/OSL 연대와 방사성탄소 연대를 우선 결합하였다. 그 결과 5호 옹기가마와 6호 옹기가마의 결합연대(summed age)는 오차범위 내에서 서로 일치하여 동일시기에 사용 및 폐기된 가마로 추론되었다.
- 이 연구에서는 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취한 가마벽체 시료를 대상으로 TL/OSL 연대측정을 수행하였다. 또한 동일한 옹기가마에서 채취한 목탄 시료를 대상으로 방사성탄소 연대측정도 진행하였다.
- 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취된 가마벽체 시료의 TL/ OSL 민감도 변화를 관찰하기 위하여 400℃까지 가열하여 절대영년 된 시료디스크를 시료당 3개씩 새로 준비하였다. 이들 시료디스크에 150 mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호 옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료는 TL 신호를 측정하였고 OSK1, 2(6호 옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2) 시료는 OSL 신호를 각각 측정하였다. 각 시료의 TL/OSL 신호 세기는 위와 같이 3개씩의 시료디스크로부터 얻어진 값을 평균하여 얻어졌고, 이 과정을 6회 반복하였다.
- )를 산출하였고, OSL 신호 중 최초 1초 동안의 세기를 합하여 OSL 세기(OSL 350 )를 산출하였다. 이들 시료디스크에 다시 150 mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 TL/OSL 신호를 측정하여 각 시료디스크의 TL 세기(TL150) 및 OSL 세기 (OSL 150 )를 산출하였다. 이를 이용하여 각 시료디스크 간의 질량차가 보정된 350 mGy 베타선에 대한 TL 세기(TL350 /TL150) 및 OSL 세기(OSL350 /OSL150 )를 산출하였다.
- 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취된 가마벽체 시료에 대한 TL/OSL 연대측정에 앞서 각 시료로부터 방출되는 TL/OSL 신호의 물리적 특성을 먼저 파악하였다. 이를 위해 각 시료로부터 추출한 석영 시료를 이용하여 시료별 6개씩 시료디스크(aliquot)를 만든 후 Riso TL/OSL reader에서 400℃까지 가열하여 절대영년(thermal zeroing) 시켰다. 이후 각 시료디스크에 350 mGy 베타선을 균일하게 조사한후 3개 시료디스크는 TL 신호를 측정하였고, 나머지 3개시료디스크는 OSL 신호를 측정하였다.
- 이들 시료디스크에 다시 150 mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 TL/OSL 신호를 측정하여 각 시료디스크의 TL 세기(TL150) 및 OSL 세기 (OSL 150 )를 산출하였다. 이를 이용하여 각 시료디스크 간의 질량차가 보정된 350 mGy 베타선에 대한 TL 세기(TL350 /TL150) 및 OSL 세기(OSL350 /OSL150 )를 산출하였다. 350 mGy 베타선에 대한 TL/OSL 민감도는 시료별 3개씩의 시료디스크로부터 얻어진 값을 평균하여 얻어졌고, 이들 TL 평균 세기 및 OSL 평균 세기들 중 최댓값을 이용하여 각각 규격화(normalization) 하였다.
- ,2013). 이와 함께 recuperation 값과 recycle ratio 값으로부터 단일시료재현법의 건전성을 평가할 수 있다. 이 연구에서는 각 시료로부터 10개씩의 시료디스크를 측정하여 흡수선량과 최소검출선량을 산출하였고, 이를 Table 1에 정리하였다.
- 또한 TL/OSL 연대측정으로 산출가능한 각 시료의 연대 하한은 최소검출선량로부터 추정 가능하였다. 이와 함께 시료의 자연방사능핵종 238U, 232Th, 40K을 분석하여 산출된 비방사능 값으로부터 연간선량율과 함께 4호 옹기가마 축조에 사용된 점토벽돌의 원산지를 추정할 수 있었다. 이는 근·현대 옹기가마의 축조기법 및 축조기술 발달과 관련된 중요한 정보로 판단된다.
- 이를 위해 각 시료로부터 추출한 석영 시료를 이용하여 시료별 6개씩 시료디스크(aliquot)를 만든 후 Riso TL/OSL reader에서 400℃까지 가열하여 절대영년(thermal zeroing) 시켰다. 이후 각 시료디스크에 350 mGy 베타선을 균일하게 조사한후 3개 시료디스크는 TL 신호를 측정하였고, 나머지 3개시료디스크는 OSL 신호를 측정하였다.
- 또한 TL/OSL 연대측정의 신뢰성 검증을 위해 1호 옹기가마를 제외한 모든 옹기가마에서 시료를 2개씩 중복해서 채취하였다(Table 1). 채취된 시료를 암실로 옮긴 후 고고선량(paleodose) 및 연간선량율(annual dose rate) 산출을 위해 시료를 두 부분으로 나누었다. 먼저 고고선량 산출용 시료로부터 석영 시료 추출을 위해 빛에 노출된 겉면을 2 mm 이상 충분히 제거하였다.
- 최종적으로 오송 봉산리 옹기가마 유적에 적용된 TL/OSL 연대측정과 방사성탄소 연대측정의 장단점을 비교 평가하여 1950년을 전후한 근· 현대 고고유적에 대한 절대연대측정 방법론을 새롭게 제시하였다.
대상 데이터
- 이 경우 시료는 반복적인 방사선 조사, 열처리, TL/OSL 측정으로 인해 민감도 변화가 발생한다. 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취된 가마벽체 시료의 TL/ OSL 민감도 변화를 관찰하기 위하여 400℃까지 가열하여 절대영년 된 시료디스크를 시료당 3개씩 새로 준비하였다. 이들 시료디스크에 150 mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호 옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료는 TL 신호를 측정하였고 OSK1, 2(6호 옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2) 시료는 OSL 신호를 각각 측정하였다.
- 오송 봉산리 옹기가마 유적은 충청북도 청주시 흥덕구 오송읍 봉산리 345-1번지 일원에 입지한다. 유적 내에서는 구석기문화층 및 옹기생산시설, 토광묘, 수혈유구 등이 발굴 조사되어 구석기시대부터 현재까지 선사인들에 의해 지속적으로 점유 및 이용되어왔음을 알 수 있었다.
- 이 연구에서는 오송 봉산리 옹기가마 유적의 TL/OSL 연대측정을 위해 각 옹기가마의 연소실 또는 소성실에서 가마벽체를 시료로 채취하였다. 이를 위해 가장 빠른 시기로 추정되는 I 단계 6호 기와가마(OSK1, 2)에서는 소토화된 진흙벽체를 시료로 채취하였으며, II 단계 1호 옹기가마(OSK3), 2호 옹기가마(OSK4, 5), 3호 옹기가마(OSK6, 7)에서는 흙벽돌을, III 단계 4호 옹기가마(OSK8, 9)에서는 점토벽돌을 각각 채취하였다. 또한 TL/OSL 연대측정의 신뢰성 검증을 위해 1호 옹기가마를 제외한 모든 옹기가마에서 시료를 2개씩 중복해서 채취하였다(Table 1).
- 이후 빛에 노출되지 않은 시료 내부를 마노유발(agate-mortar)을 이용하여 잘게 부수고 표준 그물망체(standard sieve)를 이용하여 90~250 μm 크기의 입자만을 선별하였다.
이론/모형
- Figure 5. Recuperation and recycle ratio obtained from SAR-TL and SAR-OSL methods.
- Figure 6. Regenerative dose measured from each 350 mGy beta irradiation using the SAR-TL/OSL method.
- Figure 4. The procedures of the SAR-TL and SAR-OSL methods used in this study.
- 가마벽체 시료의 연간선량율 중 베타선량율과 감마선량 율은 측정된 각 자연방사성핵종의 비방사능 값에 변환인자 (Liritzis et al., 2013)를 대입하여 계산되었으며, 우주선량 율은 토양의 밀도를 1.85 g/cm3으로 가정한 후 표토로부터 시료까지의 깊이를 Prescott and Hutton의 공식에 대입하여 산출하였다(Prescott and Hutton, 1994). 하지만 알파입자에 의한 연간선량율은 실험실에서 석영을 불산으로 한 시간 정도 처리하여 표층을 약 10 μm 정도 식각시켰기 때문에 고려하지 않았다.
- 고고선량 산출을 위한 TL/OSL 측정은 Riso TL/OSL reader(Riso TL/OSL-DA-20, DTU Nutech, Denmark)를 이용하여 수행하였다(Botter-Jenson et al., 2003). 시료의 TL 신호 측정을 위해 Kanthal strip 히터를 이용하여 시료를 실온에서부터 400℃까지 선형적으로 가열했으며, TL 신호는 Schott BG-3, BG-39 필터와 결합된 광전자증배관(EMI 9635QA photomultiplier)으로 검출되었다.
- 또한 실험실 조사 없이 측정된 TL/OSL 세기(L0 /Lx )의 표준편차(3σ)를 이용하여 최소검출선량(minimum detectable dose, MDD)의 산출도 가능하다(Kim et al.,2013).
- 이 연구에서는 가마벽체 시료의 TL/OSL 신호 특성을 바탕으로 매장기간 동안 시료에 축적된 흡수선량 EDburial 산출을 위해 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호 옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료에 SAR-TL법(Honget al., 2006)을 적용하였다. 이와는 별도로 OSK1, 2(6호 옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2) 시료에는 SAROSL법(Murray and Wintle, 2003)을 적용하였다(Figure 4).
- , 2006)을 적용하였다. 이와는 별도로 OSK1, 2(6호 옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2) 시료에는 SAROSL법(Murray and Wintle, 2003)을 적용하였다(Figure 4). SAR-TL/OSL법은 자연 TL/OSL 세기(LN /TN )를 실험실 방사선에 의한 TL/OSL 세기(LX /TX )로부터 만들어진 선량반 응곡선(dose response curve)에 각각 내삽하여 흡수선량을 산출한다.
성능/효과
- 이와 함께 Figure 3b에 각 시료로부터 측정된 OSL 신호 중 OSK6(3호옹기가마) 시료의 OSL 신호를 예시하였다. OSL 신호는 지수적으로 감소하여 측정 후 1초 안에 대부분 소멸됨을 알 수 있었다. 이는 OSL 신호의 대부분이 열과 빛에 매우 민감한 fast 성분으로 이루어져 있으며 높은 절대영년도로 인해 OSL 신호를 이용한 연대측정에 매우 적합함을 의미한다(Kim et al.
- Figure 3a에 각 시료로부터 측정된 TL 신호 중 OSK8(4호 옹기가마) 시료의 TL 신호를 예시하였다. TL 신호는 90, 200, 290℃에서 총 3개의 피크를 나타냈으며, 이 중 90℃ 피크는 불안정한 덫(trap)에서 방출되는 냉광수명(luminescence lifetime)이 매우 짧은 TL 신호로 보이며 200, 290℃ 피크는 안정한 덫에서 방출되는 냉광수명이 긴 TL 신호로 판단되었다. 일반적으로 TL 신호를 이용한 연대측정에서는 피크의 냉광수명과 신호 세기가 중요한 요소이다.
- TL/OSL 연대측정 결과, 오송 봉산리 옹기가마 유적과 같은 근·현대 고고유적 에서 채취된 시료의 고고선량 산출을 위해서는 SAR-TL/ OSL법을 이용하여 매장기간 동안 시료에 축적된 흡수선량 (EDburial )을 산출하는 것과 동시에 배경선량(EDBG ), fading 보정인자(f), 과대산출 보정인자(C)를 결정하는 것이 매우 중요함을 알 수 있었다.
- 각 옹기가마의 TL/OSL 연대와 방사성탄소 연대를 비교 검토한 결과, 이 유적과 같은근·현대 고고유적의 절대연대 편년을 위해서는 TL/OSL 연대측정과 방사성탄소 연대측정을 함께 수행하여 결합연대를 산출하는 것이 타당하다고 판단되었다.
- 3)(Bronk Ramsey, 2009)의 Sum 명령어를 이용하여 각 옹기가마의 TL/OSL 연대와 방사성탄소 연대를 우선 결합하였다. 그 결과 5호 옹기가마와 6호 옹기가마의 결합연대(summed age)는 오차범위 내에서 서로 일치하여 동일시기에 사용 및 폐기된 가마로 추론되었다. 또한 1호, 2호, 3호 옹기가마들은 1960년대부터 1980년대까지 순차적으로 사용 및 폐기되었을 가능성이 높았으며, 4호 옹기가마는 결합연대와 최소검출선량을 근거로 1980년대 후반부터 최근까지 사용되었을 것으로 판단되었다.
- Figure 3d에서 보는 바와 같이 OSL 측정의 경우 모든 시료에 대하여 민감도 변화가 거의 발생하지 않았다. 그러나 TL 측정의 경우 측정횟수에 따라 민감도는 급격하게 증가했으며 6번째 반복 측정했을 때 민감도는 최초 측정에 비해 10배 이상 증가되었다. 특히 OSK5 시료는 약 20배 정도 민감도가 증가함을 알 수 있었다.
- 이와 반대로 OSK1, 2(6호 옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2)시료는 OSL 신호가 TL 신호보다 방사선에 대한 민감도가 매우 높았다. 따라서 1호, 2호, 4호 옹기가마 시료는 TL 연대측정에 적합하다고 판단되며 6호, 3호 옹기가마는 OSL 연대측정에 적합하다고 판단되었다.
- 따라서 오송 봉산리 옹기가마 유적과 같은 근·현대 고고 유적의 절대연대 편년을 위해 방사성탄소 연대측정만을 수행하는 것은 적절치 않으며, 이 연구에서와 같이 TL/OSL 연대측정과 방사성탄소 연대측정을 함께 수행하여 유적 내옹기가마의 사용 및 폐기시점을 종합적으로 추론하는 것이 타당하다고 판단되었다.
- 그 결과 5호 옹기가마와 6호 옹기가마의 결합연대(summed age)는 오차범위 내에서 서로 일치하여 동일시기에 사용 및 폐기된 가마로 추론되었다. 또한 1호, 2호, 3호 옹기가마들은 1960년대부터 1980년대까지 순차적으로 사용 및 폐기되었을 가능성이 높았으며, 4호 옹기가마는 결합연대와 최소검출선량을 근거로 1980년대 후반부터 최근까지 사용되었을 것으로 판단되었다. 오송 봉산리 옹기 가마 유적에서는 옹기가마의 중복현상 및 구조, 출토유물 등을 근거로 가마조성 및 운영시기를 I 단계(5호, 6호 옹기 가마) → II 단계(1호, 2호, 3호 옹기가마) → III 단계(4호옹기가마)로 세분하였다(Institute of Korean Prehistory, 2018).
- 특히 옹기가마 벽체와 같이 고온에서 절대영년된 시료의 경우 과대산출 보정인자(C)는 정확한 고고선량을 산출하는데 필수적인 요소였다. 또한 TL/OSL 연대측정으로 산출가능한 각 시료의 연대 하한은 최소검출선량로부터 추정 가능하였다. 이와 함께 시료의 자연방사능핵종 238U, 232Th, 40K을 분석하여 산출된 비방사능 값으로부터 연간선량율과 함께 4호 옹기가마 축조에 사용된 점토벽돌의 원산지를 추정할 수 있었다.
- 이는 3호 옹기 가마를 이용한 옹기 생산이 장시간 동안 지속되었기 때문으로 추정된다. 방사성탄소 연대측정 결과, 5호와 6호 옹기 가마에서 채취된 목탄 시료의 연대는 1950년 이전으로 산출되었으나 연대 범위는 약 300년 정도로 매우 컸다. 또한 2호와 4호 옹기가마의 연대는 1950년 이후로 산출되었으나 밤 피크 전후로 항상 2개의 역연대가 산출되어 각 연대 오차가 ±1.
- 오송 봉산리 옹기가마 유적에서 채취된 가마벽체 시료의 TL/OSL 신호에 대한 물리적 특성을 관찰한 결과, 흡수 선량 산출을 위해 1호, 2호, 4호 옹기가마 시료는 200℃ TL 피크를 이용한 SAR-TL법을 적용하고 6호, 3호 옹기가마는 최초 1초 동안 측정된 OSL 세기를 이용한 SAR-OSL법을 적용하는 것이 타당하다고 판단되었다. 다만 SAR-TL법을 적용할 경우 흡수선량이 과소 및 과대 산출될 가능성에 대한 검토가 요구된다.
- 오송 봉산리 옹기가마 유적의 조성 및 운영시기가 I 단계(5호, 6호 옹기가마) → II 단계(1호, 2호, 3호 옹기가마) → III 단계(4호 옹기가마)로 변천된다는 사실에 근거하여 베이지안 통계분 석을 수행한 결과, 가장 이른 시기인 I 단계 옹기가마들의 사용 및 폐기시점은 1910±23년, II 단계는 1970±10년, III 단계는 1987±4년으로 각각 절대연대 편년되었으며, 이는 고고학적 편년관과도 정확히 일치하였다.
- Figure 3c에서 보는 바와 같이 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호 옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료는 TL 신호가 OSL 신호보다 방사선에 대한 민감도가 매우 높았다. 이와 반대로 OSK1, 2(6호 옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2)시료는 OSL 신호가 TL 신호보다 방사선에 대한 민감도가 매우 높았다. 따라서 1호, 2호, 4호 옹기가마 시료는 TL 연대측정에 적합하다고 판단되며 6호, 3호 옹기가마는 OSL 연대측정에 적합하다고 판단되었다.
- 따라서 400℃에서 절대 영년된 시료디스크를 시료당 10개씩 준비한 다음 350mGy 베타선을 균일하게 조사한 후 동일한 SAR-TL/OSL법을 적용하여 재현성 평가(regeneration test)를 수행하였다. 재현성 평가 결과, SAR-OSL법을 적용한 OSK1, 2(6호옹기가마 1, 2), OSK6, 7(3호 옹기가마 1, 2) 시료에서는 모두 주어진 선량(given dose, GD)과 동일한 재현선량 (regenerative dose, RD)이 산출됨을 알 수 있었다. 그러나 SAR-TL법을 적용한 OSK3(1호 옹기가마), OSK4, 5(2호옹기가마 1, 2), OSK8, 9(4호 옹기가마 1, 2) 시료에서는 주어진 선량보다 재현선량이 낮게 산출되었다(Figure 6).
- 이로부터 1950년을 전후한 근·현대 고고 유적에 대한 방사성탄소 연대측정 시 Figure 1에서 보는 바와 같이 다음과 같은 문제점이 존재한다. 첫째, 250~0 yr BP 사이의 방사성탄소 연대는 모두 유사한 역연대를 같으며 연대 범위도 약 300년 정도로 매우 크다. 둘째, 1950년 이후의 방사성탄소 연대는 1960년대 중반에서 최댓값을 갖는 밤 피크로 인해 항상 2개의 역연대가 산출된다.
- 유적 내에서는 구석기문화층 및 옹기생산시설, 토광묘, 수혈유구 등이 발굴 조사되어 구석기시대부터 현재까지 선사인들에 의해 지속적으로 점유 및 이용되어왔음을 알 수 있었다. 특히 옹기 생산시설과 관련된 유구로 옹기가마 6기와 폐기장 등이 확인되었으며(Figure 2), 옹기가마의 구조 및 출토유물 등을 종합하여 볼 때 가마조성 및 운영 시기는 3단계의 변천과 정을 거친 것으로 파악되었다. 우선 I 단계에 해당하는 5호, 6호 옹기가마의 조성 및 운영 시기는 19세기 말~20세기 초로 추정되며, II 단계의 1호, 2호, 3호 옹기가마는 1950~1970년대, III 단계의 4호 옹기가마는 1970년 이후로 판단된다(Institute of Korean Prehistory, 2018).
후속연구
- 오송 봉산리 옹기가마 유적의 조성 및 운영시기가 I 단계(5호, 6호 옹기가마) → II 단계(1호, 2호, 3호 옹기가마) → III 단계(4호 옹기가마)로 변천된다는 사실에 근거하여 베이지안 통계분 석을 수행한 결과, 가장 이른 시기인 I 단계 옹기가마들의 사용 및 폐기시점은 1910±23년, II 단계는 1970±10년, III 단계는 1987±4년으로 각각 절대연대 편년되었으며, 이는 고고학적 편년관과도 정확히 일치하였다. 이 연구에서 산출된 오송 봉산리 옹기가마 유적의 절대연대 편년은 옹기 가마의 변천과정에 대한 연구뿐만 아니라 1950년을 전후한 근·현대 고고유적에 대한 새로운 절대연대측정 방법론 설정에 기여하리라 예상된다.
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