안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
폭발이란 물질이 급격한 변화를 일으켜 폭음과 함께 파괴되는 현상을 뜻합니다. 보통 '쾅' 하는 소리와 함께 화재도 함께 일어나지만 모든 폭발에서 화재가 일어나는 것은 아닙니다. 폭발할 때 폭음, 즉 '쾅' 하는 소리가 발생하는 것은 급격한 팽창으로 인해 주변 공기를 압축시킬 때 생기는 충격파 때문입니다. 폭발에 의한 공기의 팽창이 소리의 전달 속도보다 빠르게 일어나면 파동이 중첩되어 충격파가 발생하는 것입니다.
그렇다면 인류가 접한 최초의 폭발은 무엇이었을까요? 바로 화산 폭발입니다. 화산 폭발처럼 기체나 액체의 팽창으로 인해 압력이 일순간에 분출될 때 일어나는 폭발을 물리적 폭발이라고 합니다. 한 번쯤 압력솥이 폭발했다는 얘기를 들은 적이 있으실 겁니다. 액체는 기체로 변화하면 부피가 무려 1700배 정도 증가하게 되는데, 이때 용기의 압력을 조절해 주지 못하면 물리적 폭발이 일어나게 되는 겁니다.
화학 반응에 의해 일어나는 화학적 폭발은 압력에 의한 충격과 함께 화염을 동반합니다. 화학적 폭발사고에서 열에 의한 피해가 생기는 것은 연소 반응이 일어날 때 많은 열이 발생하기 때문입니다. 석탄이나 플라스틱, 알루미늄 가루에 의해서도 폭발이 일어날 수 있습니다. 설탕이나 전분 창고, 사료나 쌀겨가 보관되어 있는 곡물창고에서도 폭발 사고가 발생하기도 합니다.
그렇다면 다시 밀가루 이야기로 넘어오겠습니다. 밀가루가 위험한 물질이냐고요? 전혀 그렇지 않습니다. 밀가루는 가루 입자의 특성상 표면적이 큽니다. 밀가루 상태 일 때는 표면만 공기 중의 산소와 접촉합니다. 하지만 밀가루를 뿌리게 되면 작은 입자가 흩어져 공기와의 접촉 면적이 매우 넓게 됩니다. 숟가락 1개에 담긴 밀가루의 전체 표면적이 축구장의 3.7배나 된다고 합니다.
이처럼 공기 중에 떠도는 농도 짙은 분진이 에너지를 받아 열과 압력을 발생하면서 갑자기 연소·폭발하는 현상을 바로 분진폭발이라고 합니다. 더 쉽게 이야기하자면, 밀가루에 직접 불을 붙이면 폭발이 일어나지 않지만 이를 가루로 뿌려서 불을 붙이면 폭발이 나는 것을 말합니다.
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