▲ 액체 화학무기 확산을 예측하는 DREAM-CWA 모델(출처: UNIST)

UNIST가 액상 화학무기의 도심 확산과 잔류 위험을 정확하게 분석할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발해 우리 군의 화학전·테러 대응 작전능력 향상에 기여할 전망이다.

UNIST는 지구환경도시건설공학과 최성득 교수팀이 국방과학연구소 연구팀과 함께 살포된 액상 화학작용제의 이동과 잔류 특성을 분석하는 예측 모델인 ‘DREAM-CWA’를 개발했다고 23일 밝혔다.

DREAM-CWA는 기존의 예측 모델과 달리 화학작용제가 물방울 형태(액적)로 바닥에 잔류할 수 있다는 점을 실질적으로 반영했다. 또 액적이 가라앉는 표면을 도심지를 구성하는 토양, 아스팔트, 콘크리트 등으로 나눠 분석해 시뮬레이션 정확도를 높였다. 표면의 특성에 따라 액적에서 증발돼 대기 중으로 들어오는 독성 물질의 양이 달라지기 때문이다.

연구팀은 해당 모델을 이용해 상온에서는 끈적한 액체 상태로 존재하며 맹독성을 지닌 지속성 화학작용제가 살포된 상황을 시뮬레이션했다. 결과, 살포 30분 후 지표면에 떨어진 액적 형태의 작용제가 증발하여 대기 농도가 32배 증가했고, 대기로 재배출되는 양이 초기 대비 1.5배 증가했다.

이러한 DREAM-CWA 결과 자료를 3차원 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션에 입력하면, 사람이 숨 쉬는 높이에 근접한 지상 2m 지점의 국소적 독성 가스 농도도 예측할 수 있다. DREAM-CWA가 바닥의 액체 방울에서 뿜어져 나오는 독성 물질의 양을 계산해 내면, CFD 모델이 이 가스가 빌딩 숲 사이의 복잡한 바람을 타고 어디로 흘러가는지를 추적하는 방식이다.

최성득 교수는 “화학무기가 살포된 뒤 공기, 액적, 토양, 아스팔트, 콘크리트, 도심 하천 등을 거치는 과정을 분석하는 다매체 환경모델은 국내는 물론 국제적으로도 유례가 없는 기술”이라고 말했다.

국방과학연구소 연구진은 “해당 모델의 개발로 기존에 국과연에서 개발한 NBC RAMS를 고도화하고 미기상(Micrometeorology)에서 다양한 액상 화학무기의 확산 경로, 인체 노출량, 잔류 시간을 정밀하게 예측할 수 있어, 우리 군의 화학전·테러 대응 작전에서 중추적 역할을 할 수 있을 것”이라고 밝혔다.