로만 캔들
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1. 개요
로만 캔들은 벤토나이트, 리프팅 차지, 불꽃 별, 흑색 화약, 지연 장약 등으로 구성된 불꽃놀이의 일종이다. 튜브를 하늘로 향하게 하여 점화하며, 지연 화약이 연소되면서 불꽃 별을 차례로 쏘아 올린다. 로만 캔들은 지연 화약 대신 점토를 사용하거나, 혜성 쉘을 장전하는 등 다양한 변형이 존재한다. 불꽃 별의 색상은 가시광선을 방출하는 화합물을 첨가하여 조절하며, 과염소산 칼륨과 바륨 화합물을 사용하여 녹색 빛을, 탄산 스트론튬을 사용하여 빨간색 또는 분홍색 빛을 낼 수 있다.
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| 로만 캔들 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 종류 | 불꽃놀이 |
| 발명 | 중국 |
| 구성 | 종이 또는 판지 튜브 흑색 화약 별 또는 폭발성 탄두 |
| 직경 | 6 mm |
| 길이 | 8 cm |
| 설명 | 별 또는 폭발성 탄두를 발사하는 불꽃놀이 |
| 규제 정보 | |
| 법적 제한 | 많은 국가에서 불법 네덜란드에서는 2020년부터 금지 |
| 안전 정보 | |
| 위험 | 화재, 부상 |
2. 구조 및 점화
로만 캔들은 여러 개의 불꽃 별을 순차적으로 하늘로 쏘아 올리는 불꽃놀이의 한 종류이다. 기본적인 구조는 긴 원통형 튜브 안에 벤토나이트, 리프팅 차지, 불꽃 별, 흑색 화약, 지연 장약 등을 층층이 쌓아 만든다.
점화는 안전을 위해 사람들에게서 멀리 떨어진 곳에서, 튜브의 가장 윗부분에 불을 붙이는 방식으로 이루어진다. 불이 붙으면 가장 위의 지연 장약이 천천히 타들어 가면서 아래쪽으로 불꽃이 이동하고, 첫 번째 불꽃 별과 리프팅 차지에 불을 옮긴다. 리프팅 차지가 빠르게 연소하면서 발생하는 가스의 힘으로 불꽃 별이 튜브 밖으로 발사된다. 이 과정에서 바로 아래의 지연 장약 층에 다시 불이 붙어, 동일한 과정이 반복되면서 여러 발의 불꽃 별이 순차적으로 발사된다.
로만 캔들에는 기본적인 형태 외에도 다양한 변형이 존재한다. 예를 들어, 중국산 제품 중에는 지연 장약 대신 점토와 신관을 사용하여 발사 간격을 조절하는 경우도 있으며, 크기가 큰 로만 캔들은 모든 불꽃 별이 비슷한 높이로 발사되도록 리프팅 차지 양을 조절하거나, 불꽃 별 대신 혜성 쉘을 사용하기도 한다.
2. 1. 구조
로만 캔들은 벤토나이트, 리프팅 차지, 불꽃 별, 흑색 화약, 지연 장약으로 구성된 불꽃놀이이다. 이 장치는 사람들에게서 멀리 떨어진 곳, 하늘을 향하도록 설치하고 윗부분에서 점화한다. 튜브 안에는 지연 화약이 단단히 채워져 있어, 불꽃이 지연 장약 마개의 옆으로 새어 나가지 못하게 막는다. 따라서 지연 화약은 천천히 타들어 가며, 불꽃은 튜브 아래쪽으로 이동한다. 불꽃이 가장 위에 있는 불꽃 별에 닿으면 별에 불이 붙는다. 별은 튜브에 약간 헐겁게 들어 있기 때문에, 불꽃이 별 주변으로 퍼져나가 리프트 차지에 불을 붙인다. 리프트 차지는 빠르게 연소하며 별을 튜브 밖으로 밀어낸다. 이 과정에서 바로 아래에 있는 지연 화약 층에도 불이 붙게 되고, 이러한 과정이 반복된다.
로만 캔들에는 몇 가지 변형된 형태가 있다.
- 많은 중국산 로만 캔들은 지연 화약 대신 점토를 사용하고, 캔들 내부에 신관을 설치하여 별이 발사되는 시간 간격을 조절한다.
- 직경이 약 7.62cm 이상인 더 큰 로만 캔들은 일반적으로 가장 위층에 더 많은 리프트 차지를 넣고 아래층으로 갈수록 양을 줄인다. 이는 별들이 비슷한 높이까지 올라가도록 하기 위함이다. 위쪽에 있는 별일수록 가속될 수 있는 튜브의 길이가 짧기 때문이다(화기 내부 탄도학 참조).
- 일부 매우 큰 로만 캔들은 불꽃 별 대신 혜성 쉘을 장전하기도 한다.
2. 2. 점화 원리
로만 캔들은 벤토나이트, 리프팅 차지, 불꽃 별, 흑색 화약, 지연 장약으로 구성된 불꽃놀이이다. 이 장치는 하늘을 향하도록 사람들에게서 멀리 떨어진 곳에서 윗부분에 점화한다. 지연 장약은 튜브 안에 단단히 채워져 있어 화염이 지연 장약 마개의 측면으로 퍼지는 것을 막는다. 따라서 지연 장약은 천천히 연소하며, 연소됨에 따라 화염은 튜브 아래로 이동한다. 화염이 맨 위의 불꽃 별에 도달하면 별에 불이 붙는다. 별은 튜브에 느슨하게 맞기 때문에 불이 그 주변으로 퍼져 리프팅 차지에 불을 붙인다. 리프팅 차지는 빠르게 연소하여 별을 튜브 밖으로 밀어낸다. 이 과정에서 그 아래의 지연 장약 층에도 불이 붙고, 이 과정이 반복된다.
이것에는 몇 가지 변형이 있다.
- 많은 중국산 로만 캔들은 지연 장약 대신 점토를 사용하고 캔들 내부로 신관을 설치하여 리프팅 시간을 조절한다.
- 직경 약 7.62cm 이상인 더 큰 로만 캔들은 일반적으로 가장 높은 층에 더 많은 리프트를 추가하고 낮은 층에는 더 적은 리프트를 추가하여 별이 동일한 고도로 올라가도록 한다. 이는 더 높은 별을 가속화하는 데 사용할 수 있는 튜브 길이가 더 짧기 때문이다(화기 내부 탄도학 참조).
- 일부 매우 큰 로만 캔들은 별 대신 혜성 쉘을 장전한다.
2. 3. 발사 원리
로만 캔들은 벤토나이트, 리프팅 차지, 불꽃 별, 흑색 화약, 지연 장약으로 구성된 불꽃놀이이다. 이 장치는 하늘을 향하도록 사람들에게서 멀리 떨어진 윗부분에서 점화된다. 지연 화약은 튜브 안에 단단히 채워져 있어 화염이 지연 조성물 마개의 측면으로 퍼지는 것을 막는다. 따라서 천천히 연소하며, 연소됨에 따라 화염은 튜브 아래로 이동한다. 화염이 맨 위의 불꽃 별에 도달하면 별에 불이 붙는다. 별은 튜브에 느슨하게 맞기 때문에 불이 그 주변으로 퍼져 리프팅 차지에 불이 붙는다. 리프팅 차지는 빠르게 연소하여 별을 튜브 밖으로 밀어낸다. 이 과정에서 그 아래의 지연 화약 층에도 불이 붙고, 이 과정이 반복된다.
이것에는 몇 가지 변형이 있다.
- 많은 중국산 로만 캔들은 지연 화약 대신 점토를 사용하고 캔들 내부로 신관을 설치하여 리프팅 시간을 조절한다.
- 더 큰 로만 캔들(직경 약 7.62cm 이상)은 일반적으로 가장 높은 층에 더 많은 리프트를 추가하고 낮은 층에는 더 적은 리프트를 추가하여 별이 동일한 고도로 올라가도록 한다. 이는 더 높은 별을 가속화하는 데 사용할 수 있는 튜브 길이가 더 짧기 때문이다(내부 탄도학 참조).
- 일부 매우 큰 로만 캔들은 별 대신 혜성 쉘을 장전한다.
2. 4. 다양한 변형
로만 캔들은 기본적인 구조 외에도 몇 가지 변형된 형태가 존재한다.
- 많은 중국산 로만 캔들은 지연 화약 대신 점토를 사용하며, 캔들 내부에 신관을 설치하여 리프팅 시간을 조절하는 방식을 사용한다.
- 직경 약 7.62cm 이상인 더 큰 로만 캔들은 일반적으로 가장 높은 층에 더 많은 리프트를 추가하고 낮은 층에는 더 적은 리프트를 추가하여, 모든 별이 비슷한 높이로 올라가도록 설계된다. 이는 더 높은 곳에 있는 별을 가속하는 데 사용할 수 있는 튜브 길이가 더 짧기 때문이다(화기 내부 탄도학 참조).
- 일부 매우 큰 로만 캔들은 일반적인 별 대신 혜성 쉘을 장전하여 발사하기도 한다.
3. 별의 색상 및 화학
로만 캔들에서 발사되는 별의 색상은 첨가되는 화학 물질의 종류에 따라 다양하게 나타난다. 특정 금속 원소를 포함하는 화합물이 연소하며 고유의 색을 내는 원리를 이용한다.[15]
3. 1. 색상 생성 원리
로만 캔들의 별은 다양한 색상으로 나타날 수 있다. 색상은 점화 시 가시광선 및 기타 방사선을 방출하는 화합물을 첨가하여 조절된다. 예를 들어, 과염소산 칼륨(KClO4)이 산화제로 사용될 때, 과염소산염의 해리된 원소(칼륨 및 염소 이온)를 포함하는 화학 반응은 녹색 빛(특히 BaCl2)을 방출하는 바륨 화합물을 생성한다. 이 반응에 의해 형성된 칼륨 화합물은 주로 근적외선 빛을 방출하므로 별의 색상에 큰 영향을 미치지 않는다. 이 반응은 2500°C 이상의 온도에서 발생하며, 이 온도에서 KCl의 이온은 자유로운 K+ 및 Cl−로 해리된다. 또는 SrCO3을 캔들에 첨가하여 빨간색 또는 분홍색 별을 생성할 수 있지만, 산화되지 않기 때문에 연소를 유지하기 위해 더 많은 산화제와 연료를 첨가해야 한다. 연소 동안 다양한 스트론튬 화합물(특히 Sr(OH)2)은 빨간색 빛을 방출하며, 이 빛의 대부분은 506~722 nm 사이의 파장을 가진다.[15]3. 2. 연소 반응
로만 캔들의 별은 다양한 색상을 낼 수 있는데, 이는 점화 시 가시광선과 기타 방사선을 방출하는 특정 화학 물질을 첨가하여 조절된다.예를 들어, 녹색 빛을 내기 위해서는 과염소산 칼륨(KClO4)을 산화제로 사용한다. 이 경우, 연소 반응 과정에서 과염소산염이 분해되어 나오는 칼륨 이온(K+) 및 염소 이온(Cl−)이 바륨 화합물과 반응하여 녹색 빛을 내는 BaCl2 등을 생성한다. 이 반응은 2500°C 이상의 고온에서 일어나며, 이때 KCl은 K+와 Cl− 이온으로 해리된다. 반응 중 생성되는 다른 칼륨 화합물은 주로 근적외선 영역의 빛을 방출하므로 별의 색상에는 큰 영향을 주지 않는다.
빨간색이나 분홍색 별을 만들기 위해서는 SrCO3을 첨가한다. 하지만 탄산 스트론튬 자체는 산화되지 않으므로, 연소를 지속시키기 위해 추가적인 산화제와 연료가 필요하다. 연소 과정에서 생성되는 다양한 스트론튬 화합물, 특히 Sr(OH)2은 빨간색 빛을 방출하는데, 이 빛의 파장은 주로 506nm에서 722nm 사이에 분포한다.[15]
참조
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