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포스텍, 화약 노후화 원인 규명…국방비 절감 기대

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포스텍, 화약 노후화 원인 규명…국방비 절감 기대

2018.09.02 18:54
수분에 의한 화약의 노후 과정을 나타낸 그래프(왼쪽). 오른쪽 사진은 화약이 수분에 의해 노후화 되면서 보론층이 두꺼워지고, 발열량(폭발력)이 줄어든 모습이다. - 포스텍 제공
수분에 의한 화약의 노후 과정을 나타낸 그래프(왼쪽). 오른쪽 사진은 화약이 수분에 의해 노후화 되면서 보론층이 두꺼워지고, 발열량(폭발력)이 줄어든 모습이다. - 포스텍 제공

노후로 성능이 떨어진 화약은 그대로 버려진다. 폐기 비용도 비용이지만 노후 화약은 환경오염이나 안전사고를 일으키기도 한다. 이런 가운데 국내 연구진이 화약의 노후화 원인을 세계 최초로 밝혔다. 화약의 수명을 연장해 국방비를 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

 

박태호 포스텍 화학공학과 교수팀은 국방과학연구소, 부경대와 공동으로 화약이 노후화 되는 화학적인 원인을 규명하고, 화약의 수명을 연장시킬 수 있는 방법을 찾았다고 2일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 게재됐다. 

 

화약은 높은 폭발 압력을 갖고 있지만, 제조 후 바로 폭발시키지 않기 때문에 오랜 시간이 지난 뒤에도 초기 폭발력을 유지하는 것이 꼭 필요하다. 그러나 그동안은 알 수 없는 원인으로 화약이 노후화돼 폭발력이 떨어졌고, 이 때문에 일정 시간이 지나면 폐기해야 했다.

 

연구진은 화약을 만드는 고습도의 환경에 주목했다. 화약의 노후화와 습도 사이에 연관성이 있는지 알아보기 위해 수분을 조절하면서 화약에 나타나는 변화를 에너지분광계(EDS)가 탑재된 투과전자현미경(TEM)으로 관찰했다. 

 

그 결과, 인공적으로 수분을 더했을 때 화약이 노후화됐고 발열량이 줄어드는 것으로 나타났다. 류병태 국방연 연구원은 “발열량이 줄어든 것은 폭발력이 줄어든 것을 의미한다”며 “화약에 포함된 금속 성분인 보론이 수분을 흡수해 두꺼워지면서 이 같은 현상이 나타났다”고 설명했다. 화약의 노후화 원인을 밝힌 것은 이번이 처음이다.

 

연구진은 화약의 노후화를 막고 수명을 늘리려면 수분에 노출되지 않도록 철저한 관리가 필요하다고 지적했다. 박 교수는 “특히 화약을 보관할 때 보론을 화학적으로 코팅 처리하면 화약 노후화를 지연할 수 있을 것”이라며 “국방비 예산 절감에 큰 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다. 

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