UNIST·국과연, 액상 화학무기 잔류 위험 예측 모델 개발

(울산=뉴스1) 김세은 기자 = 액상 화학무기의 도심 확산과 잔류 위험을 정확하게 분석할 수 있는 시뮬레이션 모델이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST)은 지구환경도시건설공학과 최성득 교수팀과 국방과학연구소 연구팀이 액상 화학작용제의 이동과 잔류 특성을 분석하는 예측 모델인 'DREAM-CWA'를 개발했다고 23일 밝혔다.

이 모델은 기존 모델과 달리 화학작용제가 물방울 형태로 바닥에 잔류할 수 있다는 점을 실질적으로 반영했다.

또 액적이 가라앉는 표면을 도심지를 구성하는 토양, 아스팔트, 콘크리트 등으로 나눠 분석했다. 표면의 특성에 따라 액적에서 증발해 대기 중으로 들어오는 독성 물질의 양이 달라지기 때문이다.

연구팀은 이 모델을 이용해 상온에선 끈적한 액체 상태로 존재하며 맹독성을 지닌 지속성 화학작용제가 살포된 상황을 시뮬레이션했다.

그 결과 살포 30분 후 지표면에 떨어진 액적 형태의 작용제가 증발해 대기 농도가 32배 증가했고, 대기로 재배출되는 양이 초기 대비 1.5배 증가했다.

이러한 결과를 3차원 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션에 입력하면, 사람이 숨 쉬는 높이에 근접한 지상 2m 지점의 국소적 독성 가스 농도도 예측할 수 있다.

'DREAM-CWA' 모델이 바닥의 액체 방울에서 뿜어져 나오는 '독성 물질의 양'을 계산하면, CFD 모델이 이 가스가 바람을 타고 어디로 흘러가는지를 추적하는 방식이다.

최성득 교수는 "화학무기가 살포된 뒤 공기, 액적, 토양, 아스팔트, 콘크리트, 도심 하천 등을 거치는 과정을 분석하는 다매체 환경 모델은 국내는 물론 국제적으로도 유례가 없는 기술"이라고 설명했다.

국방과학연구소 연구진은 "이 모델의 개발로 다양한 액상 화학무기의 확산 경로, 인체 노출량, 잔류 시간을 정밀하게 예측할 수 있어 우리 군의 화학전·테러 대응 작전에서 중추적 역할을 할 수 있을 것"이라고 전했다.

이번 연구는 국방과학연구소 주관 핵심기술 ‘화생방 무기체계의 한국적 운용 개념 설정을 위한 화학작용제 오염 특성 분석’ 과제의 지원을 받아 위탁연구로 수행됐다. 공동 연구진으로 부경대학교 지구환경시스템과학부 김재진 교수가 전산유체역학모델링을 담당했다.

연구 결과는 국제학술지 '유해물질저널(Journal of Hazardous Materials)'에 지난 5일 자로 게재됐다.

syk000120@news1.kr