# 분말 소화약제가 화염을 억제하는 원리로 가장 적절한 것은?

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> subject: 소방학개론(소방 경채 모의고사)

## 문제

분말 소화약제가 화염을 억제하는 원리로 가장 적절한 것은?

가스 화염에 분말을 방출했을 때 화염 반응이 빠르게 약해지고 있다.

## 보기

1. 연료를 새로 공급한다
2. 연쇄반응을 방해한다 **✔ 정답**
3. 가연물의 질량을 증가시킨다
4. 산소를 모두 액체로 바꾼다
5. 열전도를 크게 높인다

**정답: 2**

## 해설

정답은 연쇄반응을 방해한다이다. 분말 약제는 화염의 연쇄반응을 방해하고 일부 냉각·질식 효과도 나타낼 수 있다. 가연물의 질량을 늘리거나 산소를 액체로 바꾸는 작용은 하지 않는다. 다른 선택지는 제시된 상황의 우선 기준을 충족하지 못하거나 조건이 달라 적용할 수 없다.

## 심화 해설

분말 소화약제가 화염에 노출되면 가스 화염의 반응이 빠르게 약해지는 현상은 소화약제의 화학적 억제 작용 때문입니다. 연소는 연료, 산소, 열이 갖추어져도 화염이 유지되려면 연소 과정에서 생성된 활성 라디칼(active radical)이 연쇄적으로 반응해야 합니다. 분말 소화약제의 주성분인 인산이수소암모늄(ammonium dihydrogen phosphate)은 화염의 열로 빠르게 분해되어 인산(H₃PO₄)과 암모니아를 생성하고, 이 인산이 화염 속의 활성 라디칼과 반응하여 연소의 연쇄반응(chain reaction)을 차단합니다[1]. 연쇄반응이 끊기면 연료와 산소가 남아 있어도 화염이 급격히 약해지므로, 분말 소화약제의 핵심 소화 원리는 활성 라디칼을 소모시켜 연소 연쇄반응을 방해하는 것입니다.

혼동 주의! 분말 소화약제가 연료를 차단하거나 산소를 제거한다고 생각하기 쉽지만, 분말은 연료 표면을 덮는 질식 효과가 제한적이며 산소를 액체로 바꾸지도 않습니다. 열전도를 높이는 것도 소화 원리가 아닙니다. 연소의 4요소 중 분말이 직접 억제하는 것은 연쇄반응입니다.

| 소화 원리 | 작용 기전 | 해당 소화약제 예 |
| --- | --- | --- |
| 연쇄반응 억제 | 활성 라디칼(H·, OH·)과 결합하여 연소 반응을 중단 | ABC 분말, 할론 대체물질 |
| 질식(산소 차단) | 연료 표면을 덮거나 공기보다 무거운 기체로 산소 공급 차단 | 포소화약제, 이산화탄소 |
| 냉각 | 연소열을 흡수하여 연료 온도를 발화점 아래로 낮춤 | 물, 드라이워터 소화약제 |

드라이워터(dry water) 소화약제를 이용한 실험에서도 분말 소화약제와 비교했을 때 냉각 효과가 더 우수하다는 결과가 보고되었는데, 이는 분말의 주된 소화 기전이 냉각이 아니라 화학적 연쇄반응 억제임을 간접적으로 보여줍니다[2]. 초미세 분말 소화약제(UDPEA) 연구에서도 높은 소화 효율과 재발화 방지 성능이 강조되는데, 이 역시 분말 입자가 화염대에 빠르게 분산되어 활성 라디칼과 접촉하는 표면적이 넓어지면서 연쇄반응 억제 효과가 극대화되기 때문입니다. 칼륨염 기반 드라이워터 연구에서도 화재 진압 효율이 측정되었으나, 분말 고유의 화학적 억제 작용과 달리 칼륨염은 주로 라디칼 포획에 관여하는 성분으로 작용합니다.

따라서 가스 화염에 분말을 방출했을 때 화염 반응이 빠르게 약해지는 직접적인 이유는 분말 분해 산물이 화염 내 활성 라디칼과 반응하여 연소 연쇄반응을 방해하기 때문입니다. 보기 중에서는 2번 연쇄반응을 방해한다가 가장 적절합니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]The reaction pathway analysis of phosphoric acid with the active radicals: a new insight of the fire-extinguishing mechanism of ABC dry powder.일반논문Li H, Hua M, Pan X, Li S, Guo X, Zhang H (2019) · DOI: 10.1007/s00894-019-4136-y

- [2]Fire extinguishing performance and mechanism for several typical dry water extinguishing agents.일반논문Wang Q, Wang F, Li C, Li Z, Li R (2021) · DOI: 10.1039/d1ra00253h

## 임상 시나리오

분말 소화약제의 연쇄반응 억제 기전화염 내 활성 라디칼 차단을 통한 화학적 소화 원리
분말 소화약제가 화염에 노출되면 주성분인 인산이수소암모늄이 열분해되어 인산과 암모니아를 생성하고, 이 인산이 화염 속 활성 라디칼(H·, OH·)과 반응하여 연소 연쇄반응을 차단한다. 연쇄반응이 끊기면 연료와 산소가 남아 있어도 화염이 급격히 약해진다.

연소의 4요소 중 분말 소화약제가 직접 억제하는 것은 연쇄반응이다. 질식(산소 차단)은 포소화약제나 이산화탄소, 냉각은 물이나 드라이워터가 주된 기전이며, 분말의 질식·냉각 효과는 제한적이다.

주의분말 소화약제가 연료 표면을 덮어 산소를 차단한다고 오인하기 쉬우나, 실제로는 화학적 억제 작용이 핵심이다. 가스 화염에서 분말 방출 시 화염이 빠르게 약해지는 것은 활성 라디칼 소모에 의한 연쇄반응 차단 때문이다.

## 핵심 개념

- **연쇄반응** — 연소 과정에서 생성된 활성 라디칼이 연료 및 산소와 반응하여 반응을 지속시키는 화학 반응의 연쇄 과정
- **활성 라디칼** — 연소 중 생성되는 반응성이 매우 높은 화학종으로, H·, OH· 등이 있으며 연쇄반응을 유지시킴
- **인산이수소암모늄** — ABC 분말 소화약제의 주성분으로, 열분해되어 인산과 암모니아를 생성하고 활성 라디칼과 반응함
- **화학적 억제 작용** — 소화약제가 화염 내 활성 라디칼과 결합하여 연소 연쇄반응을 차단하는 소화 기전
- **질식 소화** — 연료 표면을 덮거나 산소 공급을 차단하여 연소를 억제하는 방법으로, 포소화약제나 이산화탄소가 해당됨

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