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.

연구용원자로에서 핵분열로 만들어진 중성자로는 문화재의 산지 및 편년을 추정할 수 있고, 투과력과 분해능이 뛰어난 중성자의 성질을 이용해서는 문화재 내부 관찰이나 미세결함의 비파괴 검사가 가능하다. 나아가 방사선 조사를 통해서는 목재 문화재의 생물학적 손상을 일으키는 벌레와 곰팡이를 제어하기도 한다.

한국원자력연구원(원장 하재주)이 국립공주대학교(총장 직무대리 김희수)와 중성자를 문화재 보존과 분석 분야에 활용하는 공동연구개발을 추진하기로 합의하고, 30일 국립공주대학교에서 양 기관 산하 방사선과학연구소와 산학협력단(단장 서창호) 간 상호협력협약(MOA)를 체결했다.

이번 협약으로 양 기관은 다양한 중성자 분석 기술을 활용해 문화재의 특성을 분석하고 보존 방안을 제시함으로써 민족 문화 유산을 지키는데 기여하게 된다.

<중성자 토모그라피를 활용한 문화재 비파괴 영상>=중성자 토모그라피를 활용하면 우리나라 문화재에서 일반적 형태인 복장유물(불상의 몸 안에 넣는 유물)도 손상 없이 비파괴적으로 분석할 수 있다. (위) 동자승 내부에 한지(불경)를 삽입하고, 좌불상 안에 동자승과 흑미를 넣은 후 한지로 싸서 구리함에 넣은 모습. (아래) 위 구리함의 내부를 측면과 상부에서 중성자 토모그라피로 본 단층 영상. 유물의 위치와 형태, 특히 좌불상을 싸고 있는 한지까지 정확하게 관찰할 수 있다.

이를 위해 양 기관은 국제공동연구 참여, 연구 시설 및 장비 공동 활용, 학술 및 기술 정보 교류 등 향후 협력분야를 확대해 나갈 방침이다.

한국원자력연구원은 1962년 국내 최초의 연구용 원자로 TRIGA Mark-Ⅱ 도입 이후 중성자 방사화 분석을 통한 미량원소 정량 분석법을 고대 토기의 산지 분류에 응용, 고고학 연구에 기여한 바 있다.

1995년 하나로 가동 이후에는 중성자 방사화 분석 기술, 중성자 영상 기술, 방사선 조사 기술 등의 관련 기술을 문화재 보존, 복원 및 감정에 적용하기 위한 연구개발을 수행했다.

외국의 경우는 1950년대부터 문화재 분야에 원자력 기술을 다양하게 활용해왔다. 미국, 캐나다와 일부 중남미 국가들, 프랑스, 독일, 폴란드, 헝가리 등 유럽의 원자력 기술 보유국들은 원자력을 이용한 문화재 연구소를 운영하고 있으며, 여러 대학에서도 관련 연구를 진행하고 있다.

임인철 방사선과학연구소장은 “문화재 보존 연구는 우리 연구원에서 중점을 두고 있는 사회현안 해결 노력과 기초과학 연구를 실용화하기 위한 노력의 하나”라며 “이번 협약을 문화재 보존 및 분석 연구 분야 연구를 강화하는 계기로 삼아 앞으로 협력의 깊이와 폭을 점차 확대해 나가겠다”고 밝혔다.