울산과학기술원(UNIST)은 국방과학연구소와 공동으로 살포된 액상 화학 작용제의 이동과 잔류 특성을 분석하는 예측 모델 'DREAM-CWA'를 개발했다고 23일 밝혔다.

최성득 UNIST 지구환경도시건설공학과 교수팀이 개발한 이 모델은 화학 작용제가 물방울 형태로 바닥에 잔류할 수 있다는 점을 실질적으로 반영했다.

연구팀은 액적이 가라앉는 표면을 토양, 아스팔트, 콘크리트 등으로 나눠 분석해 시뮬레이션 정확도를 높였다. 표면 특성에 따라 액적에서 증발돼 대기 중으로 들어오는 독성 물질 양이 달라지기 때문이다.

연구팀은 상온에서 끈적한 액체 상태로 존재하는 맹독성 지속성 화학 작용제 살포 상황을 시뮬레이션했다. 그 결과 살포 30분 후 지표면에 떨어진 액적 형태 작용제가 증발하면서 대기 농도가 32배 증가했고, 대기로 재배출되는 양이 초기 대비 1.5배 늘었다.

DREAM-CWA 결과 자료를 3차원 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션에 입력하면 지상 2m 지점의 국소적 독성 가스 농도도 예측할 수 있다. DREAM-CWA가 바닥의 액체 방울에서 나오는 독성 물질 양을 계산하면, CFD 모델이 이 가스가 빌딩 숲 사이 복잡한 바람을 타고 어디로 흘러가는지 추적하는 방식이다.

최성득 교수는 "화학 무기가 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 모델 개발로 기존 NBC_RAMS를 고도화하고 미기상에서 다양한 액상 화학 무기의 확산 경로, 인체 노출량, 잔류 시간을 정밀하게 예측할 수 있어 우리 군의 화학전·테러 대응 작전에서 중추적 역할을 할 것"이라고 기대했다.

이번 연구는 국방과학연구소 주관 핵심 기술 과제 지원을 받아 수행됐으며 김재진 부경대학교 지구환경시스템과학부 교수가 전산유체역학 모델링을 담당했다. 연구 결과는 국제 학술지 '유해물질저널(Journal of Hazardous Materials)'에 12월 5일 자로 게재됐다.