캄보디아 및 남아프리카산 지르콘의 감마 감쇠: 보석의 원산지 식별을 위한 신기술

전문가 제언

○ 지르콘(ZrSiO4)은 Zr을 주성분으로 하는 인화성 변성암 광물이다. 지르콘은 융점이 높아 주물사, 내화물 및 세라믹으로 이용된다. 지르콘 원석은 스리랑카, 태국, 캄보디아, 미얀마, 남아프리카, 호주 및 뉴질랜드에서 산출된다. 그래서 보석감별사들은 이 보석이 천연물인가 인공합성물인가, 또한 산지는 어느 나라인가를 식별할 필요가 있다.

 

○ 질량감쇠계수(mass attenuation coefficient), 유효원자번호(effective atomic number) 및 전자밀도(electron density)는 물질의 물리적 성질을 이해하는데 이용된다. 이 연구에서는 캄보디아와 남아프리카산 지르콘에 대한 감마선 상호작용에 대한 비교연구를 수행하였다. 캄보디아와 남아프리카산의 지르콘 밀도는 각각 4.6716±0.0040g/cm3, 4.55.5±0.0018g/cm3이다.

 

○ 컴프톤 산란기법을 이용하여 223~662kev 범위의 감마선으로 보석 원석에 대한 질량감쇠계수와 유효원자번호를 측정하였다. 두 가지 지르콘의 질량감쇠계수는 감마선의 에너지가 증가됨에 따라 감소되었다. 두 가지 지르콘의 질량감쇠계수의 차는 광전자 상호작용의 차에 기인하며 400kev 이하 에너지의 감마선에서 확인할 수 있었다. 지르콘의 유효원자번호는 감마선 에너지가 증가됨에 따라 감소되며 캄보디아와 남아프리카산 지르콘의 유효원자번호의 차를 이용하여 비파괴적 방법으로 두 산지의 지르콘을 식별할 수 있었다.

 

○ 태국은 캄보디아와 인접한 나라로 캄보디아산 보석의 일종인 지르콘의 원산지를 방사선을 이용한 감별법으로 식별하였다. 우리나라에서는 지르콘(ZrSiO4)이 잘 알려진 보석은 아니며 우리나라에서 산출되지 않고 산지별로 지르콘을 식별하는 연구도 찾아볼 수 없으나 지르코늄합금(Zircalloy)은 핵연료 피복(cladding)관 재료로 사용한다. 지르코늄은 중성자 흡수단면적이 적고 고온강도가 높으며 내식성이 우수하여 핵연료 피복관으로는 유일한 재료이다. 한국원자력연료 주식회사에서 우리나라 원자력발전소용 핵연료를 전량 제조하며 여기에 사용되는 피복관도 자체적으로 생산한다.

저자

P. Limkitjaroenporn, J. kaewkhao

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2014

권(호)

103()

잡지명

Radiation Physics and Chemistry

과학기술
표준분류

에너지

페이지

67~71

분석자

이*찬

분석물

• 캄보디아 및 남아프리카산 지르콘의 감마 감쇠; 보석의 원산지 식별을 위한 신기술.pdf [280,648 byte]

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