최근 항저우 고등연구원 환경 및 기후 변화 연구팀은 광학 분야 최고 저널인 Optics Express에 Laser spectroscopy applied in radiocarbon dating with the bomb peak라는 제목의 연구 성과를 발표하여 포화흡수강 쇠퇴 스펙트럼 (SCAR) 기술을 혁신적으로 채택하고 이탈리아 ppqSense사와 연합하여 신형 레이저 검사 시스템을 성공적으로 연구 제작하여 세계 최초로 C-스펙트럼 정밀도를 14년 돌파했다.

이 연구는'폭발 피크 측정의 해'라는 특수한 장면인 20세기 중엽 전 세계 핵실험으로 형성된 14C 농도의 특징 곡선에 초점을 맞추어 SCAR 기술을 다른 길을 개척하여 14CO2 분자 스펙트럼 흡수 강도를 직접 측정하여 14C 농도 측정을 실현함으로써 샘플 측정의 해를 실현했다.이 기술은 제작비가 천만 원이 넘고 복잡한 AMS 시스템을 유지하는 것에 비해 복잡하고 시간이 많이 걸리는 흑연화 샘플 제조 프로세스가 필요 없어 측정 비용을 크게 낮출 수 있습니다.

기술의 신뢰성을 검증하기 위해 다차원 샘플을 선택하여 시스템 실험을 전개한다: 중국지질과학원 퇴적물, 이탈리아 1979년 백포도주, 역사 건축의 오래된 목재 및 30여 년을 뛰어넘는 인쇄물 종이 (1968-2000년).연구에 따르면 이 시스템은 60분 검사 주기 동안 0.5pMC의 검사 정밀도를 실현하고, F14C 특징 곡선 기울기 변화를 해석하여 샘플의 방사성 탄소 연령을 정확하게 고정하며, 데이터는 알려진 참고 연령과 고도로 일치한다.이 기술 돌파는 식품 실제 연도 인증, 예술품 진위 감별 및 생태계 변천 연구에 새로운 해결 방안을 제공하였으며, 이는 우리 나라가 정밀 동위원소 검측 분야에서 중요한 진전을 이룩했음을 상징한다.

이 사업은 절강사범대학 항주고등연구원 환경과 기후변화연구팀과 레이자감지팀이 협동하여 난관을 돌파하고 팀원 릉강박사 (제1저자), 관조광교수 (통신저자) 가 이딸리아 ppqSense 최고과학연구력량과 련합하여 공동으로 완성하였다.연구는 현재 건설 중인 국내 최초의 방사성 탄소 동위원소 레이저 스펙트럼 검측 실험실에 의탁하여 추진되며, 이 실험실은 우리나라 관련 분야의 기술 장벽을 돌파할 것이다.협력사인 ppqSense 팀은 이탈리아 국립광학연구소 (INO-CNR), 유럽 비선형 스펙트럼 실험실 (LENS) 및 피렌체 대학 등 최고 기관 과학자들을 결집시켜'기초연구-기술개발-응용전환'일체화 국제혁신 연합체를 형성했다.

이 성과는 미국광학학회 특보를 받아'가속기 질량분석기술(AMS) 혁신적 대안'으로 평가받는 신기술로 환경감시와 기후변화 연구 분야에서 중대한 응용가치를 보여주고 있으며 특히 탄소배출 정밀소원, 오염물질 추적 및 기후데이터 모델링 등에서 뚜렷한 우위를 보이고 있다.

이탈리아 ppqSense사가 개발한 C14 방사성 탄소 동위원소 분석 기기 설비인 C14-SCAR는 부피가 작고 조작이 간편하며 유지보수 운영 비용이 낮고 측정 정밀도가 가속기 질량 스펙트럼 기술 (AMS) 에 필적한다.

ppqSense C14-SCAR 및 가속기 스펙트럼 AMS 측정 결과 비교

심수시 유예과학기술유한회사는 이딸리아 ppqSense회사가 정식으로 수권한 중국구 독점대리상으로서여러 해 동안 ppqSense사의 레이저 구동 컨트롤러 QubeDL 시리즈와 QubeCL 시리즈와 C14 방사성 탄소 동위원소 분석 기기 설비 C14-SCAR의 응용 보급에 힘썼다.C14-SCAR는 환경 모니터링 및 이산화탄소 배출 가격 책정, 모니터링 탄소 포획 및 봉인, 바이오 연료 성분 감정, 대기 화학, 지구 화학, 식품 화학, 고고학 연대 측정, 생명/생물 의학, 원자력 발전소 및 핵 폐기물 모니터링 등 분야에 널리 응용되며, 우리와 연락하여 교류하는 것을 환영합니다!