[논문]화약 및 화공품의 역사와 향후 전망에 관한 연구

김희창; 안명석; 김종현

화약 및 화공품의 역사와 향후 전망에 관한 연구
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인류의 역사에서 "제2의불"의 발견이라고 하는 것이 화약의 발명이다. 이 화약은 활용성과 기능성 및 안전성에 따라 흑색화약으로부터 에멀젼(Emulsion)폭약에 이르기까지, 그리고 공업 뇌관에서부터 비전기식 뇌관에 이르기까지 부단히 개발 발전되어 왔고, 그 응용범위도 다양해졌다. 또한 "불의 예술"이라고도 하고 "밤하늘의 서사시"라고도 일컬어지는 연화를 사용한 불꽃놀이가 각종 기념행사 때 볼거리로 모든 이를 즐겁게 하여준다. 이에 화약류의 올바른 이해와 사용을 위해 연화를 포함한 화약류의 역사를 살펴보고 화약기술의 발전방향을 전망해 보고자 한다.를 살펴보고 화약기술의 발전방향을 전망해 보고자 한다.

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문제 정의

그러나 화약류는 위험성으로 해 서 제조와 사용에 특별한 주의가 필요하다. 이에 화약의 올바른 이해와 사용을 위하여 연 화를 포함한 화약류의 역사를 살펴보고, 화약 기술의 발전방향을 전망해 보고자 한다.

제안 방법

화약의 발전과정을 보면 위력이 큰 것을 목 표로 하여 발전되어 왔다. 그러나 2차대전 이후 제조, 취급, 사용 및 저장이 용이하고 안전 한 화약을 목표로 하여 개발되었다.

대상 데이터

화기와 병기로만 주로 사용되던 화약을 처 음으로 산업적인 용도로 사용하게 된 것은 17 세기에 접어들어서이다. 1627년 경 광산가 Kasper Weindle0] 헝가리에서 흑색 화약을 이용하여 채광발파를 하였다

성능/효과

1) 화약의 기원인 흑색화약을 제1세대 화약이 라고 한다면 다이너마이트는 제2세대 화약이 고, 제3세대 화약은 ANFO이며, 제4세대 화약 은 슬러리 폭약이다. 최근에 나온 에멀젼폭약 은 제5세대의 안전화약이라 할 수 있다.
2) 불꽃놀이(연화)는 중국에서 폭죽이라는 이 름으로 처음 시작되었으며, 화약역사의 기원 이다. 고대 중국의 연단술로 인해 흑색화약과 연화의 발명에 크게 기여하였고, 흑색화약에 이어 발색제와 발광제의 응용으로 불꽃놀이 기술이 더욱 화려하고 다양하게 개발 응용될 수 있었다.
이 ANFO는 6호 뇌관으로 기폭 되지 않으며 전폭약(Booster)을 사용하여야 전폭된다. ANFO는 폭력이 적고 내수성이 없는 단점에 도 불구하고, 값이 싸고 취급이 쉬운 이점이 있으므로 사용이 급격히 증가하여 근래 미국 에서는 전 공업용 폭약의 약 84%가 ANFO로 대치되었고, 일본에서는 약 74%가 대치되었다. 한국에서는 약 31%이다.
또한 연단술에서 사용하던 여러가지 금속 류를 첨가함으로서 소리와 연기만이 아닌 여러가지 빛을 발생시키는 방법도 고안되었다. 그리고 흑색화약의 연소시에 각종 색채를 나타내는 발색제나 발광제를 배합시켜 관상의 효과를 높이게 되었다.

후속연구

3) 화약의 응용분야와 이에 필요한 다이너마 이트계열 및 에멀젼 계열의 폭약을 중심으로 보다 발전된 화약이 개발될 것이다. 한편 연 화는 소리, 빛, 연기 및 형상 등의 다양화와 함께 대량 사용기술 및 자동발사장치개발, computer 웅용기술과 안전화약개발 및 품질 관리와 안전조치 강화로 더욱 빠르게 개발 발 전될 것이다.
뇌관을 살펴보면 천둥번개 시에 발생하는 낙뢰에 기존의 전기뇌관은 기폭될 수 있으므로 낙뢰에 안전하고 진동저감효과가 매우 뛰어난 비전기식뇌관이 향후 안전적인 측면에서 수요가 증가할 것이다. 그 외에 제조분야에서 는 내열폭약 등 특수용도에 필요한 새로운 화 약이나, 특별한 기폭 장치 외에는 폭발이 안 되는 화약, 고분자물질을 활용한 안전 화약, 반도체와 전자기술을 활용한 초정밀 뇌관 및 광화학을 이용한 Laser 뇌관 등이 개발될 것이다.
뇌관을 살펴보면 천둥번개 시에 발생하는 낙뢰에 기존의 전기뇌관은 기폭될 수 있으므로 낙뢰에 안전하고 진동저감효과가 매우 뛰어난 비전기식뇌관이 향후 안전적인 측면에서 수요가 증가할 것이다. 그 외에 제조분야에서 는 내열폭약 등 특수용도에 필요한 새로운 화 약이나, 특별한 기폭 장치 외에는 폭발이 안 되는 화약, 고분자물질을 활용한 안전 화약, 반도체와 전자기술을 활용한 초정밀 뇌관 및 광화학을 이용한 Laser 뇌관 등이 개발될 것이다.
에멀젼폭약의 위력이 다이너마이트에 비해 약 90% 정도 약한 것은 사실이지만 발파패턴 을 잘 선택하면 해결할 수 있어 큰 문제는 아 니다. 이러한 것을 고려할 때 지금까지 등장 한 화약 중에서 에멀젼폭약이 가장 우수함으 로 이것이 향후 다이너마이트를 대체하여 많이 사용될 것으로 전망된다.
3) 화약의 응용분야와 이에 필요한 다이너마 이트계열 및 에멀젼 계열의 폭약을 중심으로 보다 발전된 화약이 개발될 것이다. 한편 연 화는 소리, 빛, 연기 및 형상 등의 다양화와 함께 대량 사용기술 및 자동발사장치개발, computer 웅용기술과 안전화약개발 및 품질 관리와 안전조치 강화로 더욱 빠르게 개발 발 전될 것이다.
화약의 용도도 광물자원의 채굴, 채석, 도로 및 터널발파 등 화약의 파괴력을 이용하는 분 야 외에 화약의 제어된 폭발력과 에너지 또는 고온 고압을 활용하는 웅용분야가 발전될 것이다.

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