• 헤리티지:역사와 과학
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• 제47권4호
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• pp.210-223
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• 2014

익산 미륵사지 석탑에서 출토된 사리장엄 중 금제유물은 사리내호, 봉영기 등 총 494점이다. 금제유물은 대부분 가공을 통해 제작하였으나 이 중 금정 22점과 금괴 4점은 형태를 가지고 있지 않은 금괴로 가공품을 만들기 전 단계의 것으로 판단된다. 일반적으로 금은 자연 상태에서 산화물이 아닌 금속의 형태로 존재하므로 용융, 가공 과정만을 통해서 형태를 제작할 수 있다. 그러나 자연금의 경우 은, 동 등 불순물이 포함되어 있으므로 연성을 가지기 위해서는 정제가 필요하다. 미륵사지 석탑 사리장엄에서 출토된 금제유물을 분석하여 그 특성을 알아보고자 하였다. 분석결과 순금제품과 은이 함유된 금제품, 자연금으로 추정되는 금괴류로 분류할 수 있었다. 순금으로 제작된 유물은 사리내호, 금제고리, 금제소형구슬이며, 1wt.% 내외의 동을 함유하고 있다. 이들 유물들은 두드려 형태를 만들기 위해 순금으로 제작한 것으로 보인다. 은이 함유된 유물은 봉영기, 족집게, 금제고리, 금정, 금괴 등이며, 강도가 필요한 형태를 제작하기 위해 은이 함유된 것으로 보인다. 특히, 금정, 금괴는 은, 동의 분포, 형태로 추정하였을 때 자연금으로 보이나 한국의 자료가 충분하지 않아 단정할 수는 없으며, 향후 다양한 지역의 괴 형태 금제유물에 대한 종합적인 조사가 이뤄져야 가능할 것으로 보인다. 금세공기술면에서는 미륵사지 석탑출토 사리장엄은 매우 정교한 기술을 보이고 있다. 또한 무게분포를 살펴보았을 때 한 냥의 명문이 있는 것의 무게가 14g 내외로 이를 기준으로 반 냥, 두 냥 등으로 무게가 분포하고 있다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.492-506
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• 2019

공용화기사격장 내 중금속 오염물은 대부분 탄두원형으로 존재하거나 입자로 존재하는 금속조각편이며 이들 미세한 금속입자들은 오랜 기간 풍화되어 표면이 산화물 또는 탄산화물로 존재할 가능성이 매우 높다. 특히 사격장 토양에서 대표적 오염물질인 납은 연성이 높아 무르고 잘 늘어나므로 더 미세입자로 존재한다. 따라서 물리적 세척 실험으로 입도분석, 입경별 중금속농도, 금속물질 성분분석, 비중, 자력, 부상선별의 적용성 평가를 실시하였다. 금속파편의 경우 FESEM분석과 무게측정결과 납은 무른 특성에 따라 얇게 조각나고 편모양의 구조로 비슷한 면적의 구형 토양보다 무게가 더 적게 나가는 것을 확인하였으며 비중선별 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 적용하여 하이드로사이클론을 이용한 정화효율평가 결과 1회 71%, 2회 80%, 3회 91%의 누적 정화효율을 보였다. 이에 비해 자력선별은 17%의 낮은 효율을 보였고 부상선별은 입경 0.5 mm 미만으로 선별한 대상토는(-35 mesh) 39%로 비교적 높은 효율을 보였으나 입경 2 mm 미만으로 선별한 대상토의(-10 mesh) 효율은 16%에 불과하였다. 토양세척의 대상 처리입경은 2 mm ~ 0.075 mm로 입도구분을 추가로 하여 실규모 장치에 적용하여야 하며 이는 설치비용과 공정이 추가로 구성됨에 따른 관리가 필요할 것으로 분석되었다. 결과적으로 공용화기사 격장 오염의 토양정화는 탄두 원형을 유지한 탄두는 5.56 mm 이상으로 자갈입경보다 크므로 고비중을 이용한 비중선별을 실시하고, 금속파편으로 존재하는 오염물질은 얇게 조각나고 편모양의 구조로 같은 입경의 토양보다 무게가 더 적음에 따라 토양세척의 하이드로사이클론을 이용하여 분리하여 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.100-117
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• 2020

국보 제101호로 지정된 원주 법천사지 지광국사탑은 조성 후 수차례 이전 및 이건되었는데, 특히 한국전쟁 시 폭격으로 인한 심각한 훼손으로 1957년 전면적인 해체·보수가 이루어졌다. 당시 재료 및 수리 내용이 남아있지 않지만 보존 처리를 진행하면서 지광국사탑에 사용된 다양한 형태의 금속재료를 확인하였다. 각 부재를 연결하는데 꺽쇠 및 앵커볼트 외에 두께 9mm의 원형철근이 주로 사용되었으며, 부재와 모르타르 복원재를 연결하기 위해 다양한 두께의 원형철근과 철사 등이 사용되었다. 건축물로 분류되는 석탑에 통상적으로 사용되는 이형철근이 아닌 매끈한 표면의 원형철근이 사용되었다. 이는 모르타르 복원 시 재료가 가진 부착 강도와 결합력 강화를 위해 재료의 형태를 변형시키고, 서로 교차시켜 결속하고 불규칙적으로 꼬아 단면적을 늘리는 등 재료의 단점을 보완한 것으로 확인되었다. 또한 금속학적 분석법을 적용하여 알아본 결과 전체적으로 탄소 함량이 낮은 아공석강 소재로 사용하여 제작하였다. 미세조직 내에는 불규칙한 크기로 분포하는 방울 형태의 비금속개재물이 다수 포함되어 있으나 전체 성분에는 영향을 미치지 않을 정도의 미량으로 포함되어 있다. SEM-EDS의 면 분석으로 검출되지 않는 망간(Mn)과 황(S)이 정량 분석 및 EPMA 분석법으로 확인한 결과 망간황화물(MnS)로 시료의 형태와 관계없이 미세조직 결정립 내에 고르게 분포하고 있다. 철물의 형태 제작 후 작업의 용이성을 위해 2차로 균질화 등 열처리를 실시한 것으로 보여지며, 철물의 두께가 얇아질수록 포함된 탄소 함량이 감소하고 탄성과 신장률이 증가하는 특성에 따라 복원 작업 순서를 정하고 다양한 형태의 철물을 사용한 것으로 보인다.

• 박물관보존과학
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• 제27권
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• pp.147-164
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• 2022

전 세계 22개국에 흩어져 있는 우리 문화재는 20만 여점에 이른다. 저마다 다른 사연을 가지고 외국에 나가게 된 우리 문화재 중 일부는 해외 기관에 소장되어 세계인들에게 우리 문화를 알리고 있지만 훼손되어 전시되지 못하는 경우도 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 2013년부터 '국외 소재 한국문화재 보존·복원 및 활용 지원 사업'을 추진하고 있다. 2021년은 한국과 벨기에 수교 120주년을 기념하여 벨기에 왕립예술역사박물관 소장 고려시대 금동침통을 국내에 들여와 보존처리했다. 보존처리의 기본 방향은 원형을 보존하고 부식이 지속되는 것을 최대한 늦추는 것이기 때문에 표면 부식물제거, 안정화처리, 강화처리를 거치는 기본적인 보존처리 순서로 진행하였다. 하지만 국외 소재 한국문화재 보존처리 지원 사업 중 금속문화재로서는 처음으로 보존처리된 사례이기 때문에 국외 기관과의 차별화가 필요했다. 이를 위해 X선 투과조사, 컴퓨터단층촬영, 3차원 현미경 조사 등 과학적인 조사·분석법으로 고려시대의 다양한 금속 공예기술을 파악하였다. 표면에 정교하게 새겨진 연꽃, 넝쿨 등의 다양한 문양은 끝이 둥근 정을 이용해 점선으로 시문했다. 또한 문양이 새겨진 구리판을 원통형으로 말기 위해서 양끝을 약 2~3mm 정도 겹쳐지게 은땜으로 접합하였으며, 겹친 부위의 단차가 거의 없을 정도로 평평하게 단접하였다. 제작공정의 마지막 과정에서는 금분을 이용한 아말감 도금법으로 표면을 화려하게 도금하였다. 국외 소재 한국문화재인 벨기에 왕립예술역사박물관 소장 금동침통에 대한 보존처리로 원형을 보존하고, 더 이상의 추가적인 부식을 예방하였다. 특히 국외 소재 한국문화재에 대한 과학적 조사를 통해 역사적 가치와 학술적 가치를 되살릴 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.333-344
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• 2022

화강암 및 대리석 같은 천연 건축용 석재의 채석 및 활용이 개발도상국에서 급부상하고 있다. 이러한 석재를 사용하기 위해 가공, 절단 및 치수화 과정에서 많은 양의 폐기물이 발생한다. 석재폐기물은 개방된 환경에서 처리되며, 부산물로 발생하는 폐기물의 독성이 환경과 인간의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 2019년 세계 석재 산업 성장은 채석장 폐기물을 제외하고 1% 이상 증가한 약 155,000천톤의 새로운 기록을 달성하였다. 인구 천명당 석재 사용량(m²/1,000 inh)은 2001년 177, 2018년 266에서 2019년 268로 증가했다. 2019년 세계 총채석량은 316,000천톤(100%)이고, 생산량의 53%는 채석장 폐기물로 발생되었다. 석재가공 단계에서는 완제품 생산량이 91,150천톤(29%)에 도달했으며 결과적으로 63,350천톤이 석재폐기물이 생산되었다. 그러므로 세계적으로 채석장에서 생산된 석재가 100%이라면 전체 폐기물 발생량은 71%이다. 석재폐기물은 환경적, 경제적 및 사회적 관점에서 상당한 문제를 발생시킨다. 석재폐기물 처리는 기본적으로 3가지 방법이 있는데 재사용, 재활용 및 매립처리가 있다. 그 중에 재사용 및 재활용은 환경 친화적으로 할 수 있는 양호한 석재폐기물 관리 방법이다. 석재폐기물은 많은 사용 방법이 있지만 건축 자재, 세라믹 재료 및 환경 적용으로 요약된다. 석재폐기물을 이용한 재료 생산은 매우 유망하며 채석장과 산업 현장에서 재생되어 사용할 수 있다. 새로운 생산품(인공토양)은 토목 공사, 철도 제방 및 원형교차로 주변 표토로 사용하며, 석분토는 산성토양의 중화를 위해 사용도 가능하다. 또한 석재폐기물은 광물 잔유물 회수, 광물 성분 추출, 건설 자재, 전력 생산, 빌딩 재료와 가스 및 수질 처리에 이용할 수 있다.

• 대한정형외과학회지
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• 제55권1호
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• pp.46-53
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• 2020

목적: 전위가 있는 견갑골 체부 골절에서 외측 후방 금속판을 이용한 내고정술 시행 후 방사선적 및 기능적 치료 결과를 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 2007년 3월부터 2017년 5월까지 견갑골 골절로 수술을 받은 40명의 환자 중 견갑골 체부 골절에 대해 외측 후방 금속판 고정을 사용한 13예의 환자를 후향적으로 연구하였다. 수술 전과 수술 후 골편 전위, 각 형성 및 관절와-극간각을 측정하였고, 마지막 추시 시 관절운동 범위와 시각통증점수(visual analogue scale, VAS), disabilities of the arm, shoulder, and hand(DASH) 및 Constant 점수를 평가하였다. 결과: 평균 추시 기간은 17.7개월(범위, 6-45개월)이었고, 견갑와-극간각은 수술 전 평균 23.3°±3.96° (범위, 17.8°-28.1°)에서 수술 후 평균 31.1°±4.75° (범위, 22.5°-40.1°)로 측정되었다. 수술 후 신경 및 혈관 손상, 불유합, 골절 전위, 내고정물 파손, 감염은 일어나지 않았다. 마지막 추시 시 관절운동 범위는 전방 거상 평균 150.5°±19.3°, 외전 평균 146.6°±23.4°, 외회전 평균 66.6°±19.1°, 내회전 평균 61.6°±18.9°로 측정되었으며 VAS는 1.7±1.3점, DASH 점수는 6.2±2.4점, Constant 점수는 86±7.9점으로 측정되었다. 결론: 심한 골절의 전위, 각 형성 및 관절와-극간각의 감소가 뚜렷한 견갑골 체부 골절에서 외측 후방 금속판 고정은 적절한 수술 술기를 통해 골절의 정복 및 안정된 고정이 가능하고 방사선 사진상 만족스러운 골유합 및 방사선 지표의 호전과 양호한 기능적 결과를 얻을 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제35권5호
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• pp.379-393
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• 2002

한반도의 보성-장흥지역에는, 5개의 열수 금(-은)광상이 부존하며, 다음과 같은 특징들을 보여준다: 에렉트럼의 비교적 금이 풍부한 특성; 은-안티모니(끼소)황염광물의 부재; 괴상이며 단순한 광물조성을 지닌 석영맥. 이러한 성질들은 본 지역의 금광화작용이 한반도의 주라기내지 초기 백악기의 중열수형 금광상과 대비가 됨을 지시한다. 유체포유물 연구에 의하면, 본 지역의 광화 1기 석영내 포유물은 0.0~l3.8 wt. % NaCl를 지니고 200~46$0^{\circ}C$의 넓은 온도에서 균질화하며, 광화 2기 방해석내 유체포유물은 1.2~7.9wt. % NaCl를 지니고 15$0^{\circ}C$~254$^{\circ}C$의 온도에서 균질화한다. 이는 시간이 지남에 따라 열수활동이 쇠퇴하면서 열수유체가 냉각되었음을 지시한다. $CO_2$불혼화를 포함한 비등증거는 본 지역의 함금유체의 포획시 압력이 최대 770bar에 해당됨을 지시하고 있다. 본 지역 함금유체의 계산된 황동위원소 조성(${\delta}^34S$_{{\Sigma}S}$=0.2~3.3$\textperthousand$)은 열수유체내 황의 화성기원을 지시하고 있다. 소백산육괴내에는 두 개의 대표적인 중열수형 광화대(영동지역 및 보성-장흥지역)가 부존한다. 영동지역의 황화물의 $\delta$$^{34}S$ 값은 -6.6~2.3$\textperthousand$(평균 -1.4$\textperthousand$, 분석수 66개)이며, 보성-장흥지역의 황화물의 (${\delta}^{34}S값은 -0.7~3.6$\textperthousand$(평균 1.6$\textperthousand$, 분석수 39개)이다. 두 지역의 $\delta$$^{34}$ S값은 대부분의 한반도 금속광상(3~7$\textperthousand$)의 ${\delta}^{34}S값보다 낮다. 그리고, 소백산 육괴내에서는 영동지역의${/delta}^{34}S값이 보성-장흥지역의 ${\delta}^{34}S값보다 낮다. 소백산 육괴내에서(${\delta}^{34}/S값의 차이는 다음과 같은 반응기작에 의해 야기될 수 있다: 1) 두 지역의 주라기 중열수형 금광상에 대해 적어도 두 개의 근원지(두개 모두 화성기원이며, -6$\textperthousand$ 미만 및 2$\pm$2$\textperthousand$의 $\delta$$^{34}$ S값)가 존재, 2) 마그마의 생성 및 상승중 $^{32}S$가 풍부한 황(선캠브리아기의 이토질 긴저암내 황)의 혼합(동화)차이; (3)광화지역까지 상승중 H$_2$S가 풍부한 마그마에서 유래된 황원(${\delta}^{34}/S=2$\pm$2$\textperthousand$)의 산화차이. 두 지역 중열수형광상의 석영내 유체포 유물과 광석광물(특히, 철을 함유한 광석광물)의 상이성을 고려하여, 영동지역의 자류철석이 풍부한 중열수형 광상이 보성-장흥지역의 황철석(-유비철석)이 풍부한 중열수형 광상보다 더욱 높은 온도와 더욱 환원된 유체로부터 생성되었음을 알 수 있다. 현재 두 지역에서 산출되는 선캠브리아 편마암과 고생대 퇴적암의 (${\delta}^{34}S값을 알지 못하므로 두 지역 황동위원소 값의 차이에 대한 원인으로 세 번째 반응기작이 가장 가능성이 크다고 판단된다. 앞으로는, 광석황의 근원을 더욱 체계적으로 규명하기 위해서, 소백산육괴를 포함한 한반도의 기저부를 이루는 선캠브리아 변성암과 고생대 퇴적암의 ${\delta}^{34}S값을 조사할 필요가 있다.