국민대 나노전자물리학과 김철성 명예교수, SSCI 고고학 학술지에 연구 성과 게재

국민대학교(총장 정승렬) 과학기술대학 나노전자물리학과 김철성 명예교수와 한국원자력연구원 최현경 박사를 비롯한 공동연구팀((주)에스크, 건양대, 공주대, 지질자원연구원, 한국원자력연구원)이 수행한 연구가 세계적 고고학 저널 JAS (Journal of Archaeological Science)에 게재되었다.

이번 연구는 2024년 한국연구재단 중견연구자지원사업(연구책임자 김철성 교수)의 일환으로 진행됐다. 논문 제목은 “Ceramic color as an unreliable proxy for firing conditions: new approaches from Gwanbuk-ri site, Korea”로, 백제 사비기 기와의 색을 기준으로 제작 조건을 추정하던 기존 고고학적 해석을 과학적 데이터로 재검토한 연구이다. JAS는 Elsevier에서 발행하는 고고과학(Archaeological Science) 분야의 국제 SSCI 저널로, 고고학의 모든 분야에 대한 과학적 기법 개발과 적용을 다루면서 세계 최고 수준의 학술지 중 하나로 평가받고 있다.

기존 고고학에서는 유물의 색상을 통해 소성 온도와 가마의 산화·환원 분위기를 추정해 왔다. 그러나 이번 연구는 물리학과 고고학의 융합적 접근을 통해, 색만으로는 소성 조건을 정확히 판단할 수 없다는 사실을 과학적으로 입증했다. 연구팀은 국립부여문화유산연구소가 제공한 충남 부여 관북리 유적(백제 사비기 왕궁지로 추정) 출토된 유물 기와를 대상으로, 고고학적 해석에 물리학적 분석기법을 접목했다. 이를 위해 ▲색도 분석, ▲X선 회절분석(XRD), ▲탄소–수소 원소분석, ▲X선 형광분석(XRF), ▲중성자방사화분석(NAA, 한국원자력연구원 하나로 원자로), ▲뫼스바우어 분광법(MS), ▲자기특성(VSM) 분석 등 다양한 분석기법을 활용하여 고고학적 백제 사비기 기와 유물 해석에 물리학과 핵분석기술을 융합한 새로운 과학적 접근법을 제시했다.

연구팀은 뫼스바우어 분광법(MS) 및 자기특성(VSM) 분석을 통해 기와 속 철 산화물이 온도보다 가마의 산화·환원 환경에 따라 다르게 변한다는 점을 밝혀냈다. 또한 중성자방사화분석(NAA)으로 미량 원소와 연료 잔류 물질을 검출해, 기와의 색이 단순한 온도의 결과가 아니라 재료와 연소 조건이 복합적으로 작용한 산물임을 확인했다.

국민대 김철성 명예교수는 “이번 연구는 색상 중심의 전통적 고고학 해석을 넘어 정량적 스펙트럼과 중성자·감마선 기반 분광기술을 융합한 새로운 분석 패러다임을 제시한 것으로, 한국의 문화 유물인 백제 사비기 기와 특성의 가치를 전 세계에 알리면서 융복합 연구를 보여주는 선제적 사례”라고 밝혔다.