청정가스 소화약제(IG-01, IG-541, IG-100)를 이용한 소듐금속화재 적용성 분석

Sodium Metal Fire Adaptability Analysis According to the Clean Gas Extinguishing Agent

차세대 원자로인 고속증식로(Fast Breeder Reactor)는 핵분열에서 나오는 중성자를 흡수하지 않도록 중수대신 소듐을 사용한다. 하지만 소듐은 산소와 수분을 함유한 대기 중으로 누출되면 폭발성 화재를 유발하므로 소듐제조 및 취급시설의 화재 대비책 마련이 시급하다. 미국방화기준인 NFPA 12(Standard on Carbon Dioxide Extinguishing Systems)와 2001(Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems)에 따르면 CO₂, IG-541, 할로겐화합물을 사용하는 가스계 소화설비는 소듐금속화재를 더욱 확대시키기 때문에 소듐금속화재에는 부적합한 것으로 판단하고 있으며, NFPA 484(Standard for Combustible Metals)에는 IG-01(아르곤)과 IG-100(질소)이 소듐금속화재에 적용성을 가지고 있다고 명기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 청정가스 소화약제를 이용하여 소듐금속화재에 대한 적용성을 판단하였다. 본 연구에서는 소듐금속화재 전용 챔버(1㎥)를 제작하였으며, IG-01, IG-541, IG-100을 이용하여 산소농도를 21, 11, 9, 6, 4, 0% 순으로 변경하여 시험을 수행하였다. 소듐금속은 비산과 폭발의 위험성이 있으므로 산소농도를 조정한 후 물에 적수하여 화재를 발생시켰다. 시험 결과, IG-01 사용 시 산소농도가 21%일 때 불꽃이 지속적으로 관측되다가 소듐의 폭발 및 비산과 함께 화재가 발생하였다. 산소농도가 6%일 때 소듐의 폭발과 불꽃이 발생하였지만 화염이 발현되지 않았으며, 소화농도 4%일 때 폭발은 발생하였지만 불꽃과 화염은 발생되지 않았다. IG-541과 IG-100 모두 같은 결과를 확인할 수 있었다. 본 시험을 통하여 소듐금속화재의 특징을 확인할 수 있었으며, IG-01, IG-541, IG-100의 소듐금속화재 적용성을 확인할 수 있었다. IG-541은 NFPA 12와 NFPA 2001의 결과와 다르게 소듐금속화재에 적용성이 있는 것으로 확인되었으나, 시험 조건의 차이로 판단되며, 추가적인 금속화재시험을 통하여 청정가스 소화약제의 적용성을 시험할 예정이다.