고무성질의 화약 개발기
ReSEAT 전문연구위원 전용구
상화약(flexible sheet explosive)은 유도탄 표적지향성 탄 두, 다양한 연결 기폭관, 두 금속판 접합 및 다양한 분야의 오래된 건물 철거 등 기폭 반응에 적용할 수 있는 특수 화약이 다. 판상화약은 유연성 있는 얇은 고무판을 떠올리면 그 성질을 알 수 있다. 그런데 화약에 관심이 없는 일반인들은 왜 이러한 에너지 물질이 필요한지, 왜 판상화약을 개발해야 하는지 의문을 가질 수 있다.
화약의 고무성질은 위험한 물질이므로 외부의 기계적 충격, 마찰, 정전기에서 아주 둔하게 하는 요소이다. 그래서 유연성 판상화약은 얇은 카펫 모양으로 제작을 해야 한다. 각종 감도에는 둔하면서도
쉽게 기폭이 가능하도록 해야 했다. 하지만 얇은 판상화약은 기폭
복합화약에 적용할 원료들은 서로 양립성이 좋아야 안전하다. 따라서 새로운 복합화약은 얇은 판 제작이 가능한 떡 화약이 될 수 있어야 하며, 고무성질로 둔해 질 수 있는 특성을 고려한 제조공정이 이루어 져야 한다.
지금까지 개발된 판상화약으로 미국 Dupont사의 ‘Detasheet C가 있다. 화약조성은 분자화약인 PETN과 Nitrocellulose를 주축으로 구성되어 있었다. 이 판상화약은 산업용으로 각종 기폭 목적에 적용하고 있지만, 기폭 가능한 임계직경은 너무 크고, 성능 및 각종 안전도 면에서 만족하지 못하였다.
최근 국내에서도 새로운 개념의 유연성 있는 판상화약 개발이 요구 되었다. 국내에서 생산되는 다종의 고성능화약은 PETN, RDX, HMX 이 있다. 이 화약의 결정 입자를 마이크로 크기인 5μm이하로 조절 하고, 고무성질을 갖고 있는 다양한 산업용 탄성체들과 첨가제를 사용 하여 유연한 판상화약 제조가 가능하다고 판단하였다. 아직 국내에서 유연성 있는 판상화약의 개발 경험이 없었기 때문에, 이에 관련된 장비와 기술이 없는 상태였으므로 위험물을 제조할 제조장비와 기술 공정을 구분하여 계획을 구상해야 했다.
개발 장비는 일반 산업 공정에서 사용하는 혼화기, 압출 성형기 등을 고려하였지만, 위험물을 안전하게 혼화할 혼화기와 압출 성형할 장비가 요구되었다. 고무 성질의 탄성체는 판상화약 조성 내에서 화약과
양립성이 우수한 탄성체를 선택해야 한다. 조성 개발 공정에서 화약과
많은 유기 용매들 중에서 유기화합물인 화약 결정입자에 변화를 최소
등 다양한 분야의 에너지물질 부품개발에서 널리 활용이 되고 있는 것이다. 또한 최근에는 수명 다 된 건물의 철거에도 유연한 판상화약이 사용되는데, 간단한 조립과 응용으로 쉽고 안전한 화약 기폭으로 활용 된다.
처음 구상한 창의적인 생각을 실험실에서 실체 있는 물질로 개발하여 사업 현장에 적용까지는 많은 시련과 어려움이 있었다. 그러나 개발 결과 많은 산업 현장에서 효과적으로 이용되고 있으며, 개발 당시는 고통스러웠지만, 무엇과도 비교할 수 없는 쾌거를 이뤄냈음에 기쁨을 만끽할 수 있었다. 이것이 과학자의 역할이고 임무이며, 오로지 자신의 연구를 실현시킨 자가 느낄 수 있는 보람이 아닐까 생각한다.