방사성탄소연대측정 서비스

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방사성 탄소연대 측정 서비스란?

모든 방사성 동위 원소는 고유의 반감기를 가지고 있으며, 반감기마다 함량이 반으로 줄어드는 성질이 있으므로, 특정 동위원소의 초기량을 알면 현재 잔량을 측정함으로써 경과된 시간을 계산할 수 있습니다.

14C를 이용하여 연대를 측정할 수 있다는 사실을 Libby가 최초로 발견을 하고 이 공로로 1960년 노벨화학상을 수상하면서 방사성탄소 연대측정의 본격적인 연구가 시작됩니다. 이후 방사성 탄소 연대 측정법은 액체섬광계수법, 기체비례계수법, 가속기 질량분석법(AMS)등의 여러 측정법이 적용되면서 비약적인 발전을 이루었습니다.

<표1>

Counter type		Sample size(carbon)	Precision	Counting time
Gas Proportional	maxi-single head	100g	0.1	2D
	medium-single head	1~20g	0.1~2.0	3~7D
	mini-multi head	20~200mg	1.0~3.0	2W~2M
	micro-multi head	10~20mg	~5.0	1~2D
Liquid scintillation		0.5~40g	0.3~2.0	1~3D
AMS		1~20mg	10	0.1~12H

저희 CAL은 방사성탄소 연대 측정시료의 전처리를 전문적으로 행하고 있으며, 현재 KIGAM에 설치된 AMS를 이용하여 탄소의 동위원소 비율로 측정해 연대를 계산하고 있습니다.

방사성탄소연대측정분야에서 경험(15년)이 풍부한 전문가가 시료처리
신속한 서비스(최대 3개월 안에 측정 보고서 송부가 이루어짐)
IAEA에서 배급한 표준시료를 35개 기준 10~15개 넣어 실험 데이터의 정확성을 높임
외국계 방사성 탄소 연대측정 회사보다 훨씬 저렴한 비용
항시 전화상담 가능(메일, 홈페이지 게시판 상담도 가능)
고객이 원하실 경우 실험 진행사항 문자 서비스가 가능

시료처리진행과정

Pysical
cleaning

Chemical
treatment

Combustion to
CO2 using EA

Reduction to graphite over
Fe catalyst using H2

Target press

△14C measurements using
the AMS facility in KIGAM

Age
calculation

Report

방사성 탄소연대 측정 서비스란?

서비스 개요

이 사업은 AMS(Acceierotor Mass Spectrometry)를 이용해 탕사성 탄소 연대측정을 수행함에 있어 동위원소의 비율을 측정한느 시간(30분~45분)보다 상대적으로 매우 긴 작업을 거치는 화학, 물리전처리(4일~5일)를 전문적으로 수행하는 회사를 설립 함으로서, 방사성 탄소 연대측정 서비스를 신속하고 외국보다 저렵한 가격에 제공하는 것을 목표로 합니다.

서비스 장점

신속한 서비스(실험 결과 송부가 시료 접수 시점에서 6개월이 넘을 경우 서비스 비용의 50%환불)
방사성탄소연대 측정분야에서 경험(9년)이 풍부한 전문가가 시료처리
외국계 회사보다 훨씬 저렴한 비용
항시 전화상담 가능(메일, 홈페이지 게시판 상담도 가능)
IAEA에서 배급한 표준시료를 50개 기준 10~15개 넣어 실험 데이터의 정확성을 높임
고객이 원하실 경우 실험 진행사항 문자 서비스 가능

방사성 탄소 연대측정 기본원리

방사성탄소연대측정의 역사적 배경

방사성탄소 연대측정법은 오늘날 연대측정의 대표적인 방법의 하나이다.
우주선에 의해 유발된 방사성동위원소 14C를 검출하여 연대를 측정하는 이방법은 고고학, 지질학, 퇴적학, 연대학, 해양학, 환경변화 연구 등 여러 분야에 수만년대의 기초 연대자료를 제공하는 중요한 수단이다.
14C를 이용한 방사선 연대 측정법의 발단은 1911년 오스트리아의 V.F.HESS가 5000m 상공에 띄운 기구를 이용하여 우주선을 처음으로 발견한 것으로 시작으로, 1960년 Libby가 불안정한 방사능 물질이 안정된 정상적인 물질로 변화되는 과정인 원자핵의 자연 붕괴가 시간적으로 일정한 비율로 발생한다는 사실을 이용하여 물질의 생성연대를 측정하는 방법을 고안해 냄으로써 방사성 탄소 연대측정법이 확립되었다.

<그림1>

<그림2>

14C의 생성과 순환 그리고 변화

그림1이 과정으로 생성된 14C가 함유된 이산화탄소는 그림2와 같이 일정한 비율로 자연계 안에서 평형상태를 유지한다. 탄소저장고에 분포되는 시간(turn-over time)은 대략 500년 정도이며, 지역별, 고도별 14C의 농도변화는 측정오차인 수%로 밝혀져 있다.

하지만 14C의 농도는 1950년경 냉전시대부터 시작된 핵실험으로 인하여 그림3에서 보듯이 대기중의 14C농도가 1950년 이후 급속도로 높아졌습니다

그리하여 2번째 가정어 유지된 1950년을 기점으로 Before Present(BP)개념을 도입해 연대측정을 한다.

<그림1>

연대계산

대기권에서 생성된 14C는 지구상의 자연계 안의 탄소 저장고(동물, 실물, 광물등)에 저장이 된다.
이러한 탄소저장고는 폐쇄되면 탄소의 유출입이 정지되며, 저장고 안의 일정한 붕괴율을 가진 방사성동위원소인 14C의 함유량이 낮아지게 된다.

그러므로 폐쇄된 저장고 안의 14C의 개수를 측정하여 저장고가 폐쇄된 시점을 알 수 있다.

방사성 탄소 연대측정의 대표적 방법

01. 기체비례계수법(Gas Proportional Counter, GPC)

기체비례계수기는 방사선이 기체 속을 통과할 때 전리현상을 일으키는 것을 이용하여 방사선의 에너지를 측정하는 검출기이다.
14C연대측정법 초기에 사용된 계측기로 많은 단점이 있었다.

초기에는 계측효율이 매우 낮고 수십에서 수백 그램의 시료가 필요로 하였으며, 또한 백그라운드가 높고 측정에 오랜 시간이 소요되었다. 하지만 기체비례계수기는 초기의 단점을 국복하고 보다 나은 계측 효율의 향상과 보다 적은 시료에서 측정할 수 있게 개선되었다.

02. 액체섬광계수법(Liquid Scintillation Counter, LSC)

액체섬광 계측법은 빛 에너지로 전환된 방사선 에너지의 양을 검출하는 방법으로 시료를 액체로 만들어 섬광체와 직접 혼합하여 측정하기 때문에 미량의 방사능이라도 놓치지 않고 다른 형태의 에너지로 전환시커 증폭함으로써 측정할 수 있다.

하지만 LSC를 이용한 연대측정법은 기체비례계수법보다 백그라운드가 낮고 계측시간이 짧으며, 90%에 이르는 높은 계측효율을 보여 널리 사용되어 왔다.

하지만 전처리 한 시료를 벤젠, 톨루엔등 방향족화합물로 합성해야 하는 번거로움이 있으면 많은 양의 시료를 필요로 하고 계측시간이 시료당 1주일에서 한달정도로 AMS에 비해 무척 길다.

03. 가속기 질량분석법(Accelerator Mass Spectrometry, AMS)

AMS는 현재 동위원소 분석에서 일반적 질량분석장치에 비해 1010배 수준의 높은 감도를 갖고 있는 장치이다.
표 1을 살펴보면 다른 측정방법보다 월등히 적은 시료만을 필요로 하는 것을 알 수 있으며, 실제로 AMS 측정에 필요한 시료의 양은 수 MG정도이다.
또한 측정시간도 상당히 짧다.

이러한 장점때문에 현재는 대부분의 연대측정에 AMS를 이용하고 있다.