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문제 정의
- 본 연구에서는 부산 실내사격장 화재사고로 인한 인명피해 발생을 계기로 리볼버 권총 사용에 따른 화약 잔사 발생량을 실제 검출하였다. 또한 검출된 화약잔사 및 사용전 화약에 대한 화재 및 폭발 위험성 평가를 위하여 충격감도, 마찰감도, 정전기감도 및 발화점 온도를 측정하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
- 따라서 본 연구에서는 실내사격장에서 사용된 권총과 유사한 제품을 이용하여 격발과정에서 발생되는 화약잔사를 2가지 조건에 따라 측정하였다. 또한 권총 발사 과정에서 분출된 화약잔사를 수거하여 충격감도, 마찰감도, 정전기감도 및 발화점 등의 발화특성을 측정하였으며, 비교평가를 위하여 권총에 사용되는 사용전의 화약을 대상으로 화약잔사와 동일한 시험을 수행하였다.
- 따라서 본 연구에서는 실내사격장에서 사용된 권총과 유사한 제품을 이용하여 격발과정에서 발생되는 화약잔사를 2가지 조건에 따라 측정하였다. 또한 권총 발사 과정에서 분출된 화약잔사를 수거하여 충격감도, 마찰감도, 정전기감도 및 발화점 등의 발화특성을 측정하였으며, 비교평가를 위하여 권총에 사용되는 사용전의 화약을 대상으로 화약잔사와 동일한 시험을 수행하였다. 실험결과, 충격감도 및 마찰감도는 화약잔사가 사용전의 화약에 비해 다소 높게 측정되었고, 발화점 시험에서는 화약잔사가 비교대상인 사용전의 화약에 비해 낮은 온도에서 발화되는 특성을 나타내었다.
- 권총이 발사될 때에는 약실 및 총구를 통해서 화약잔사가 발생되는데, 격발 시 발생되는 화약잔사의 양을 실측하기 위하여 국내 경찰에서 사용되는 총기 2종류에 대하여 총기 사용에 따른 화약잔사의 양을 측정 하였다. 측정에 사용된 총기는 구경 0.
- Table 2는 사대를 개방한 후, 구경 0.38인치 권총을 100발 발사하였을 때, 사대와의 거리에 따라 잔류된 화약잔사의 양으로 5 × 8.3cm 면적의 테이프에 부착되는 화약잔사의 양을 측정하였다.
- 화약류는 충격 및 정전기 등에 의해 폭발 연소하기 쉬운 물질로 충격, 마찰, 정전기에 대한 특성평가를 수행한다. 따라서 본 연구에서도 화약잔사에 대한 발화 특성을 평가하기 위하여 낙추시험, 마찰시험, 정전기 인가시험 및 발화점 시험을 실시하였으며, 비교 평가를 위하여 Figure 6에 나타낸 바와 같이 사용전의 화약에 대해 동일한 특성 시험을 수행하였다.
- 본격적인 발화특성 시험에 앞서 담뱃불을 이용한 모의 착화실험을 수행하였으며, 권총 격발과정에서 발생된 화약잔사에 Figure 7과 같이 담뱃불을 근접시키는 경우, 담뱃불을 근접시킴과 동시에 일시적으로 착화되어 순식간에 연소되는 특성을 나타내었다.
- 본 연구에서는 부산 실내사격장 화재사고로 인한 인명피해 발생을 계기로 리볼버 권총 사용에 따른 화약 잔사 발생량을 실제 검출하였다. 또한 검출된 화약잔사 및 사용전 화약에 대한 화재 및 폭발 위험성 평가를 위하여 충격감도, 마찰감도, 정전기감도 및 발화점 온도를 측정하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
- 부산 실내사격장에서 사용된 총기는 미국 Smith & Wesson사의 모델 686, 구경 0.357인치 7연발 리볼버 권총이다.
- 권총이 발사될 때에는 약실 및 총구를 통해서 화약잔사가 발생되는데, 격발 시 발생되는 화약잔사의 양을 실측하기 위하여 국내 경찰에서 사용되는 총기 2종류에 대하여 총기 사용에 따른 화약잔사의 양을 측정 하였다. 측정에 사용된 총기는 구경 0.38인치 권총 및 구경 9mm 리볼버 권총으로 Figure 2와 같이 사대 측을 밀폐한 상태에서 각각 5발을 발사하고, 밀폐공간내에 남겨진 화약잔사의 양을 측정하였다.
성능/효과
- 우리나라에서는 관계기관의 허가를 받는 경우, 실제 총기를 사용하는 실내사격장 영업이 가능하며, 전국적으로 15개의 사격장이 영업 중에 있는 실정으로 실내사격장에서 화재사고 및 인명 피해에 대한 잠재적 위험성을 지니고 있다.1,2) 부산 실내사격장의 경우, 구경 0.357인치 권총 및 구경 9mm 권총의 2종류가 사용되었으며, 화재 발생 및 연소 확대 과정에서 화약잔사가 원인제공 또는 급속한 화염 진행의 매개체로 작용하였을 것으로 판단하였다.
- 또한 권총 발사 과정에서 분출된 화약잔사를 수거하여 충격감도, 마찰감도, 정전기감도 및 발화점 등의 발화특성을 측정하였으며, 비교평가를 위하여 권총에 사용되는 사용전의 화약을 대상으로 화약잔사와 동일한 시험을 수행하였다. 실험결과, 충격감도 및 마찰감도는 화약잔사가 사용전의 화약에 비해 다소 높게 측정되었고, 발화점 시험에서는 화약잔사가 비교대상인 사용전의 화약에 비해 낮은 온도에서 발화되는 특성을 나타내었다. 정전기감도 측정에서는 화약잔사 및 사용전의 화약 모두 18kV의 정전기 전압에서 발화되지 않는 특성을 나타내었다.
- 실험결과, 충격감도 및 마찰감도는 화약잔사가 사용전의 화약에 비해 다소 높게 측정되었고, 발화점 시험에서는 화약잔사가 비교대상인 사용전의 화약에 비해 낮은 온도에서 발화되는 특성을 나타내었다. 정전기감도 측정에서는 화약잔사 및 사용전의 화약 모두 18kV의 정전기 전압에서 발화되지 않는 특성을 나타내었다. 이러한 실험결과는 실내사격장 및 권총 화약 제조과정에서 발생될 수 있는 화재사고에 대한 현장조사기법 제공 및 화약과 화약잔사에 대한 화재 위험성 연구의 기초 자료로 활용 가능할 것으로 기대한다.
- 3cm 면적의 테이프에 부착되는 화약잔사의 양을 측정하였다. 측정 결과, 화약 잔사는 사대 직하단 및 사대와의 거리 60cm에서 270cm 사이에 주로 분포되었으며, 권총을 발사한 사대 우측 120cm 떨어진 부분에서는 150cm에서 240cm 사이에서만 화약잔사가 검출되었다. 총구 우측 190cm 떨어진 부분에서 화약잔사는 검출되지 않으며, 검출된 화약잔사의 양은 거리에 따라 0.
- 측정 결과, 화약 잔사는 사대 직하단 및 사대와의 거리 60cm에서 270cm 사이에 주로 분포되었으며, 권총을 발사한 사대 우측 120cm 떨어진 부분에서는 150cm에서 240cm 사이에서만 화약잔사가 검출되었다. 총구 우측 190cm 떨어진 부분에서 화약잔사는 검출되지 않으며, 검출된 화약잔사의 양은 거리에 따라 0.001~0.017g으로 측정되었다.
- Table 3은 충격감도 시험결과를 나타낸 것으로 충격감도는 5kg의 추를 수직 낙하시켜 6회 시험에서 1회 이상 기폭되는 위치를 충격감도로 선정하는 시험으로 시험결과, 화약잔사의 충격감도는 20cm이었다. 사용전의 화약에 대해 동일한 낙추시험을 수행하였으며, 그 결과, 사용전 화약의 충격감도는 10cm로 측정되었다.
- 실험 결과, 화약잔사는 약 255°C에서 발화되며, 사용전 화약은 약 273°C에서 발화되는 특성을 나타내었다.
- 이러한 결과에서 알 수 있듯이 화약잔사는 사용전 화약에 비해 충격감도 및 마찰감도는 비교적 둔감해지는 경향을 보이며, 상대적으로 낮은 온도에서 발화되는 특성을 가지는 것으로 평가되었다.
- 정전기감도에 대한 시험에서는 화약잔사 및 사용전 화약 모두 정전기 시험기의 최대 발생전압인 18kV까지 기폭되지 않았다. 화약류는 정전기에 대해서는 기폭되지 않는 특성을 가져야 하는 것으로 사용전 화약 및 화약잔사는 정전기에 대해서는 안정된 특성을 갖는 것으로 평가되었다.
- 이상의 시험결과, 화약잔사는 사용전 화약에 비해 상대적으로 낮은 발화점을 가지는 것으로 평가되었으며, 충격감도 및 마찰감도는 사용전의 화약에 비해 기폭되는 높이 및 마찰력이 높게 나타나는 결과를 보였다. 이와 같은 실험결과로부터 화약잔사 및 사용전 화약 모두 충격이나 마찰 및 외열에 의한 발화특성은 상대적으로 위험 수준에 있는 것으로 추정할 수 있다.
- 첫째, 화약잔사의 실측 결과, 권총 격발과정에서 발생되는 화약잔사는 탄환에 사용되는 화약의 10% 정도가 발생되는 것으로 평가되었으며, 사대를 개방시킨 조건에서는 총구 기준으로 사대의 직하단 및 사대와의 거리 150cm에서 240cm 사이에서 집중적으로 화약잔사가 분포하는 특성을 나타내었다.
- 둘째, 발화특성 시험에서 충격감도 및 마찰감도는 사용전의 화약에 비해 상대적으로 높게 측정되었으며, 발화점은 낮아지는 특성을 나타내었다.
- 셋째, 정전기 감도는 18kV 범위까지 기폭되지 않는 특성을 나타내었으며, 정전기에 대해서는 비교적 안정된 특성을 가지는 것으로 판단된다.
후속연구
- 정전기감도 측정에서는 화약잔사 및 사용전의 화약 모두 18kV의 정전기 전압에서 발화되지 않는 특성을 나타내었다. 이러한 실험결과는 실내사격장 및 권총 화약 제조과정에서 발생될 수 있는 화재사고에 대한 현장조사기법 제공 및 화약과 화약잔사에 대한 화재 위험성 연구의 기초 자료로 활용 가능할 것으로 기대한다.
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