제시된 조건을 적용할 때 '가스·분진·증기운 폭발'에 관한 판단으로 가장 적절한 것은?

정답은 미세한 분진이 공기 중에 분산되고 밀폐공간에서 점화되는 경우다이다. 가스·분진·증기운 폭발의 핵심 기준을 제시된 현장 조건에 적용하면 위 판단이 성립한다. 이 문항은 조건판단형으로, 단순 암기보다 조건 해석과 우선순위 판단을 요구한다.

분진폭발(dust explosion)은 가연성 고체 미립자가 공기 중에 분산되어 급격한 연소를 일으키는 현상으로, 가스폭발과 달리 초기 폭발의 충격파가 바닥이나 설비에 퇴적된 분진을 재비산시켜 2차 폭발로 이어질 수 있다는 점에서 위험성이 크다. 보기 1번은 분진폭발이 성립하기 위한 핵심 조건을 정확히 서술하고 있다.

분진폭발 5요소는 가연성 분진, 산화제(공기 중 산소), 분진의 분산·부유, 밀폐공간, 점화원이다. 이 중 분진이 공기 중에 충분히 분산되어 부유하는 상태는 폭발성 혼합기를 형성하는 전제 조건이며, 밀폐공간은 폭발 시 압력 상승을 유도하여 파괴력을 증폭시킨다. 미세한 분진일수록 비표면적이 커져 산소와의 접촉 면적이 증가하고, 착화 에너지가 낮아지며 연소 속도가 빨라져 폭발 위험이 커진다.

근거 자료 ^[1]은 가스-석탄 분진 복합 폭발 실험에서 100 g/m³의 석탄 분진이 참여했을 때 화염 전파 속도와 충격파 과압 분포를 측정했는데, 이는 분진이 공기 중에 분산되어 폭발 반응에 참여한다는 전제에서 성립한다. 자료 ^[2]는 수직 공간에서 비점결탄(noncaking coal dust) 분진폭발 시 t = 45 ms에 충격 기류 속도가 최대에 도달하고, 고온 영역의 확장이 CO 확산을 촉진하여 독성 범위를 넓힌다고 보고하였다. 이는 밀폐된 수직 공간에서 분진폭발이 단순 연소가 아니라 압력파와 유독가스 확산을 동반하는 폭발적 현상임을 보여준다. 자료 ^[3]은 석탄 분진이 가스 폭발의 과압(overpressure)에 미치는 영향을 수치해석으로 검증했으며, 자료 ^[4]는 밀폐된 터널 환경에서 고농도 분진(5,000 mg/m³)이 천장을 따라 측벽과 원거리로 확산되는 거동을 분석했다. 이는 분진의 분산과 밀폐공간 내 거동이 폭발 위험성 평가의 핵심 변수임을 뒷받침한다.

혼동 주의! 보기 4번은 가스폭발의 조건(가연성 가스 + 연소범위 내 혼합 + 점화원)을 서술한 것으로, 분진폭발이 아닌 가스폭발에 해당한다. 보기 5번은 증기운 폭발(vapor cloud explosion)의 특징으로, 누출된 증기운이 이동한 뒤 원거리에서 점화될 수 있다는 점에서 분진폭발과 구분된다. 보기 2번과 3번은 폭발 예방대책에 해당하므로 '위험을 키우는 조건'을 묻는 문제의 취지와 맞지 않는다. 핵심! 분진폭발은 가스폭발과 달리 퇴적 분진의 재비산에 의한 2차 폭발 가능성까지 고려해야 하며, 밀폐공간에서 미세 분진이 부유한 상태로 점화원에 노출되는 조건이 가장 위험하다.