Tactical 3부 : 전술 화학기술, 화약학(3편)
제가 공부했던 화약학을 기준으로 알려드리는 학습용 정보입니다.
급속한 화학 반응으로 대량의 열과 플라즈마-기체나 충격파를 발생시켜서 파괴력을 가지는 물질을 화약이나 폭약이라고 하는데요,폭발 속도에 따라서 저성능 화약과 고성능 폭약 두가지로 구분되는데, 보통 폭음이 들리는 3,500m/s의 속도를 기준으로 나눕니다.
폭발 속도를 측정하는 방법은 주로 도트리쉬 폭속측정법이라는 것을 사용합니다.
폭속이 알려진 도폭선과 알려지지 않은 미지의 도폭선을 같은 길이로 이어붙이고, 금속판 위에 맞닿은 끝을 올린 다음 기폭시켜서 파인 부분을 중심으로 공식을 통해 계산하는 방법입니다. 아.. 식이 기억이 안나네요. 간단한 식인데.
아니면 고속카메라로 도폭선이 폭굉이 일어나는 것을 측정하는 방법도 있구요.
파괴 및 인명살상을 일으키려면 폭약의 폭발속도가 초속 7000미터는 넘어야 됩니다.
요즘은 TNT를 잘 쓰지도 않죠. 산소 밸런스가 안 맞아서 검은연기만 푹푹 나오거든요.
아.. 합성법을 올리고 싶은데 학술 목적과 테러방지법의 경계선에 있는 입장이라 제조법 언급은 피할게요.
유기과산화물계열
아세톤 퍼록사이드(TATP)
아세톤,
HMTD
MEKP(상온에서 액체)
과산화수소와 유기물의 산 촉매 라디컬 반응으로 합성이 가능한데, 가장 즉석 방법입니다.
대부분의 경우 질소 분자가 없거나 니트로 그룹이 검출되지 않기 때문에 폭약으로 사용할려면 추적이 매우 힘들죠. 유기 과산화물을 산 촉매로 합성하는 연구를 처음 시작한 사람은 약 150년전 이라고 합니다. 유기 과산화물들은 산소-산소간의 약한 결합때문에 충격이나 열에 대한 감도가 모두 높은 편입니다. 다만 휘발성이 있어서 냄새가 나는 물질들이 이중에서 많죠.
영화에서 자주 소개되는 ANFO라는 폭약은 사실 에너지는 TNT와 비슷한 편이지만, 폭속이 5300m/s정도로서 산업용이나 광산용 정도로밖에 쓰일 수가 없는 위력입니다.
폭약을 구성하는 두 가지의 요소가 있는데, 하나는 기폭제이고 다른 하나는 작약입니다. 작약은 2차 폭약 혹은 3차폭약(무감도 폭약)으로 불리는, 1차적으로 큰 충격이 있어야 폭발을 일으키는 작약이 들어 있는 물질을 지칭하는 말입니다.
주로 금속염이 기폭제로 사용되는데, 좋은 기폭제는 화학적 변성이 잘 일어나지 않으며, 보관기간이 매우 길고, 매우 적은 양으로도 강력한 폭력을 일으켜서 금속판을 뚫어버릴 정도의 파괴력을 가지고 있어야 합니다. 예를 들면 과거에 사용되었지만 수은 방출때문에 더이상 사용하지 않는 뇌산수은, 현재 널리 쓰이는 아지드납이나 총기에만 거의 예외적으로 쓰이는 스티픈산납 등이 있습니다. 현재 새로운 기술로 금속 화합물에 속하지 않으면서도 더 강력한 폭력을 가진 기폭제들이 연구되고 있지요.
소이제는 주로 금속 분말과 금속 산화물의 혼합물이 사용되는데요, 반응성이 낮은 금속에 결합되어있던 산소가 더 반응성이 높은 금속으로 이동하여 산화되면서 거대한 양의 열을 방출해서 목표물을 소각하는 약재가 바로 소이제 입니다. 이런 반응을 Thermite reaction이라고 하구요. 보통 테르밋분말 내의 1그램의 알루미늄 분말이 전소되면 16kJ의 열에너지가 방출됩니다. 휘발류 1그램에 14.36kJ이 방출됩니다. 게다가 보통 알루미늄-산화제2철 4:6 혼합물의 테르밋을 많이 사용하는데요, 이것은 2200도까지 온도가 상승되어서 텅스텐이나 탄탈넘같은 몇 가지 금속을 제외하고서는 모두 녹이거나 태울 수 있습니다. 일반적으로 군용으로 사용되는 것이죠.
이런 류의 테르밋 혼합물을 만드는 이유는 화염을 넓게 퍼뜨린다는 이유 말고도 점화에 필요한 열이 적게 쓰이게 하려는 것에 그 목적이 있습니다.
독가스의 경우에는 할로겐류, 부식성기체, 유기인산염 등이 널리 쓰이는데, 흔히 공장에서 대량으로 생산되는 것들 이외에는 유기인산류중에 특정 화합물이 사용됩니다. 신경의 특정 리셉터에 반응해서 움직이지를 못하게 하는 것이죠. 할로겐류는 가장 만만한데, 소금을 용융시켜서 전기분해를 해서나트륨은 분리해서 따로 수산화나트륨등으로 만들고, 나머지 물질은 전부 염소기체로 회수됩니다. 나치 때 염소 기체를 가장 많이 썻었는데 액화된 염소를 금속 봄베에 담궈서 바람 방향에 맞추어서 대량 분사해서 영국군을 대량살상했죠. 염소는 호흡기의 점막과 수분과 반응해서 전자를 빼앗고 조직을 부식시켜서 질식사에 이르게 합니다.
현대에는 대부분이 유기인산류가 사용이 될 것인데 이걸 쓰는 경우에는 보통은 해독제로 아트로핀과 옥심을 주사해야 합니다. 아세틸콜린에 붙은 인산염을 옥심이 대신 달라붙어서 아세틸콜린 리셉터에 붙은 것을 떼어내는 역할을 하고, 아트로핀은 부교감신경을 차단하여 경련이나 쇼크 등을 완화시켜 줍니다.
