폭약이란 열, 전기, 충격 따위의 가벼운 자극에 의하여 순간적으로 연소 또는 분해 반응을 일으키고 높은 온도의 열과 압력을 가진 가스를 발생시켜 파괴 작용을 행하는 화합물이나 혼합물을 말한다.
폭발물은 일반적으로 위험성이 크지만 그중에는 취급이 용이하고 폭발을 어떤 용도에 사용할 수 있는 경우가 있다.
이와 같이 폭발물이 가지고 있는 폭발성을 어떤 목적에 이용할 수 있는 종류를 ‘화약’이라고 한다.
현대의 전쟁에서 사용하는 폭약은 트리니트로톨루앤(TNT)을 꼽을 수 있다.
폭발이란 빠른 연소이므로 분자 내에 산소가 많아야 유리하다.
TNT는 분자 하나에 산소 6개를 지니고 있다.
중국에서 최초로 발명된 폭약은 흑색화약이다.
러일전쟁에서 러시아군 역시 흑색화약을 사용했다고 한다.
흑색화약은 자연으로부터 얻어지는 목탄, 초석(질산칼륨), 황의 혼합물이며, 흑색화약의 성분 중에서 목탄(숯, 탄소)은 연료가 되고, 초석은 목탄을 태울 산소를 내어놓는 산화제 역할을 한다. 이때 황은 혼합물의 점화 온도를 낮춰 주고 반응 속도를 높여 주는 일종의 촉매로 작용한다.
하지만 과학 기술이 발전하면서 흑색화약과 같은 혼합물 형태의 화약시대를 지나 연료와 산화제 성분이 하나의 화합물 내에 존재하는 분자화약으로 개발되어 반응속도가 훨씬 더 빠르고 폭발력도 커지게 되었다.
또한 흑색화약은 연기가 심하기 때문에 점차 니트로글리세린이나 니트로셀룰로스를 사용한 무연화약으로 바뀌어 갔다.
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러일전쟁에서 일본군은 조금 더 진화한 시모세 화약을 사용했다.
화학적으로는 트리니트로페놀이라는 물질로, 분자 하나에 산소7개를 지녔기 때문에 폭발력은 TNT보다 강할지도 모른다.
하지만 시모세 화약에는 치명적인 문제점이 있다. 화약이 산성이어서 폭탄을 녹슬게 한다. 즉, 손상된 화약이 대포 안에서 터질지도 모른다는 뜻이다.
흑색화약 또한 오랫동안 꾸준히 전쟁에서 사용되었으며 현재도 불꽃놀이에 쓰이고 있다.
질산칼륨과 황, 숯으로 구성된 흑색화약은 폭발 속도가 음속과 유사한 초당 300 m 정도로 일반 폭약 폭발 속도에 비해 상당히 느리다.
따라서 폭발로 인한 충격파도 거의 없으며 시끄러운 폭음도 발생하지 않는다.
불꽃이 색색의 빛을 발하는 것은 연소 반응과 불꽃 반응 때문이다.
각 금속들이 화약과 함께 연소하면서 산소와 결합하는데 이때 발생하는 빛은 원소마다 다른 파장을 가지고 있기 때문에, 화약에 혼합된 금속에 따라 서로 다른 색깔의 빛을 지닌 불꽃을 만들 수 있게 된다.
서울신문
스트론튬(Sr) 붉은색, 나트륨(Na) 노란색, 알루미늄(AI) 은색(백색), 구리(Cu) 파란색, 바륨(Ba) 녹색 등으로 연소한다.
화학 물질이 너무 많거나 적으면 온도가 변해 색의 파장도 크게 변한다.
점화시 화학 물질의 적절한 혼합물이 전자를 자극해 다양한 색의 빛을 방출할 만큼 충분한 에너지를 생산한다.
폭약의 역사를 따라가야 하다 보니 약간 긴장하며 기사를 읽고 있었는데, 마지막에 아름다운 불꽃놀이가 '팡~' 하고 등장하면서 긴장이 풀렸어요. ^^ 단순히 폭약의 성능에 주목하기보다는, 각 시기별 폭약의 원리와 성분 등에 집중해 폭약이 어떻게 발전해 왔는지 잘 이해할 수 있었어요. 자료 조사도 잘했고, 정리 역시 깔끔하게 잘한 기사였습니다~.