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

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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.