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아마톨

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목차

1. 개요

아마톨은 질산 암모늄과 TNT의 혼합물로, 1915년 포탄 위기 이후 영국에서 개발되어 제1, 2차 세계 대전 중 포탄과 폭탄의 표준 충전재로 사용되었다. TNT와 질산암모늄의 상승 작용을 이용하여, TNT의 폭발력과 질산암모늄의 산소 과잉 상태를 결합하여 폭발 효율을 높인다. 아마톨은 흡습성이 있고, 구리나 황동 용기에 보관 시 불안정해질 수 있으며, 뇌관과 폭발 부스터 장약과 함께 사용된다. 오늘날에는 과거 탄약이나 불발탄을 제외하고는 거의 사용되지 않으며, 아마톨의 한 종류인 암모나이트는 토목 공학용 폭약으로 사용된다. 또한, 아마톨은 제1차 세계 대전 중 미국 뉴저지주에 건설된 탄약 공장과 계획된 지역 사회의 이름이기도 하다.

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아마톨

2. 역사

아마톨은 제1차 세계 대전 당시 영국에서 TNT 부족 문제를 해결하기 위해 개발된 폭약이다. 영국 왕립 조병창에서 질산 암모늄과 TNT를 혼합하여 만들었으며, 이후 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 동안 영국과 미국 등 여러 국가에서 포탄과 폭탄의 주요 충전재로 널리 사용되었다.[3]

2. 1. 개발 배경

1915년 포탄 위기 이후 영국은 폭발물 부족으로 충분한 무기를 확보하기 어려워졌다. 이에 영국 왕립 조병창 연구소의 한 팀이 질산 암모늄과 TNT의 혼합물을 개발했는데, 이를 줄여서 아마톨이라고 불렀다. 아마톨의 원료인 질산 암모늄을 생산하기 위해, 질산나트륨과 황산암모늄 수용액의 이중 분해, 증발 농축 및 결정화 과정을 거치는 특수 공장이 건설되기도 했다. 아마톨은 포탄과 폭탄의 표준 충전재로 자리 잡았으며, 이후 미국에서도 주요 고폭탄으로 채택되었다.[3]

2. 2. 제1, 2차 세계 대전

1915년 포탄 위기 이후 영국은 폭발물 부족으로 충분한 무기를 확보하기 어려워졌다. 이에 영국 왕립 조병창 연구소의 한 팀은 질산 암모늄과 TNT의 혼합물을 개발했는데, 이를 줄여서 아마톨이라고 불렀다. 질산나트륨과 황산암모늄 수용액의 이중 분해, 증발 농축 및 결정화를 통해 질산 암모늄을 제조하기 위한 특수 공장이 건설되었다. 아마톨은 포탄과 폭탄의 표준 충전재가 되었으며, 이후 미국에서도 주요 고폭탄으로 채택되었다.[3]

3. 제조 및 사용

아마톨은 TNT와 질산암모늄을 혼합하여 만드는 폭발물이다. 이 혼합 방식은 TNT의 부족한 산소를 질산암모늄이 보충해주어 폭발력을 유지하면서도, 상대적으로 저렴한 질산암모늄을 사용하여 TNT 사용량을 절약할 수 있게 했다. 이러한 장점 때문에 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 동안 군사 목적으로 널리 사용되었다. 특히 산소 공급이 제한적인 지하 또는 수중 환경에서 순수한 TNT보다 더 효과적인 성능을 보였다.

주요 사용 사례는 다음과 같다.


  • 1942년 영국군의 생나제르 습격 작전: 파괴 임무를 맡은 HMS ''Campbeltown'' 함선에 대량의 아마톨 폭약이 장착되었다.
  • 1943년 9월 독일 전함 ''Tirpitz'' 공격: 영국 해군의 X급 소형 잠수함이 각각 약 4064.19kg의 아마톨이 포함된 두 개의 "새들 장약(saddle charge)"을 사용했다.
  • 나치 독일의 무기: V-1 비행 폭탄과 V-2 로켓의 탄두에 아마톨이 사용되었다.


아마톨의 유도체로는 아마텍스(Amatex)가 있으며, 이는 51%의 질산암모늄, 40%의 TNT, 그리고 9%의 RDX로 구성된다.

3. 1. 제조 방법

아마톨은 TNT와 질산암모늄 간의 상승 작용을 이용해 만들어진다. TNT는 폭발 속도와 분쇄력이 높지만 산소가 부족하여 폭발 시 검은 연기를 남긴다.[4] 반면 질산암모늄은 산소가 풍부하여 TNT와 섞이면 TNT의 부족한 산소를 보충해주고 폭발 시 에너지 방출을 증가시킨다. 혼합 비율에 따라 폭발 후 흰색이나 회색 연기가 남는다.

아마톨 제조 공정은 비교적 단순하다. 먼저 TNT를 녹을 때까지 증기나 뜨거운 물로 부드럽게 가열하여 시럽 같은 용융 상태로 만든다. 여기에 정해진 비율의 가루 형태 질산암모늄을 넣고 잘 섞는다. 이 혼합물이 아직 녹아있는 상태일 때 빈 폭탄 케이스 등 탄약 용기에 붓고 식혀서 굳힌다. 비교적 단순한 통조림 장비로도 아마톨 생산이 가능했다.

모든 아마톨을 녹여서 만들 수 있는 것은 아니었다. TNT 함량이 낮은 최하위 등급 아마톨은 녹인 TNT를 사용하는 대신, 얇은 조각(플레이크) 형태의 TNT를 가루 질산암모늄과 완전히 섞은 다음 압축하거나 압출하는 방식으로 만들었다.[2]

제조된 아마톨은 사용된 혼합물에 따라 흰색에 가까운 색에서 약간 노란색 또는 분홍빛 갈색을 띠며, 장기간 보관 시에도 부드러움을 유지한다. 아마톨은 공기 중의 습기를 잘 빨아들이는 흡습성이 있어[5] 장기 보관이 어려운데, 이 문제를 해결하기 위해 아마톨 장약 표면을 얇은 순수 용융 TNT 층이나 역청으로 코팅했다.

아마톨은 구리나 황동으로 만든 용기에 보관하면 진동에 민감한 불안정한 화합물을 형성할 수 있으므로 이런 재질의 용기는 피해야 한다.[5] 압축된 상태에서는 비교적 충격에 둔감하지만 강한 충격에는 폭발할 수 있는 반면, 녹여서 굳힌(주조된) 상태에서는 폭발시키기가 훨씬 더 어렵다(극도로 둔감하다). 폭발시킬 때는 보통 수은(II) 풀민산염과 같은 뇌관과 테트릴 같은 폭발 부스터 장약을 함께 사용했다.

3. 2. 특징

아마톨은 TNT와 질산암모늄 간의 상승 작용을 이용하는 폭발물이다. TNT는 높은 폭발 속도와 분쇄력을 가지지만, 산소가 부족하여 순수한 TNT 폭발 시 검은 연기 잔류물을 남긴다.[4] 반면 질산암모늄은 산소가 풍부하여, TNT와 혼합 시 TNT의 부족한 산소를 보충해주어 폭발 시 에너지 방출을 증가시킨다. 사용된 성분 비율에 따라 아마톨은 폭발 후 흰색 또는 회색 연기 잔류물을 남긴다.

아마톨은 TNT보다 폭발 속도와 분쇄력이 낮다는 단점이 있지만, 주원료인 질산암모늄의 가격이 저렴하여 생산 비용을 크게 낮출 수 있다는 장점이 있다. 이를 통해 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 당시 부족했던 TNT 공급량을 크게 늘릴 수 있었다. 혼합물 내 TNT 비율이 60% 이상이면 파괴력 감소 없이 TNT를 절약할 수 있었고, TNT 비율이 20% 정도로 낮은 혼합물도 덜 중요한 용도로 사용되었다.

TNT는 산소가 50% 부족한 상태이지만, 아마톨은 산소 균형이 잘 맞춰져 있어 지하 또는 수중 폭발 시 순수한 TNT보다 더 효과적이다.

제조 공정은 비교적 단순하다. TNT를 증기나 뜨거운 물로 녹여 시럽 상태로 만든 후, 적절한 비율의 분말 질산암모늄을 넣고 섞는다. 이 혼합물이 아직 녹아있는 상태일 때 빈 폭탄 케이스에 부어 식혀 굳힌다. 낮은 등급의 아마톨은 용융 TNT를 사용하는 대신, 플레이크 형태의 TNT를 분말 질산암모늄과 섞어 압축하거나 압출하여 만들었다.[2]

아마톨은 사용된 혼합물에 따라 미백색에서 약간 노란색 또는 분홍빛 갈색을 띠며, 장기간 보관해도 부드러움을 유지한다. 그러나 흡습성이 강해 습기를 잘 흡수하므로 장기간 보관이 어렵다는 단점이 있다.[5] 이를 방지하기 위해 아마톨 장약 표면을 얇은 순수 용융 TNT 층이나 역청으로 코팅했다. 하지만 전쟁 중에는 제조된 탄약을 바로 사용하는 경우가 많아 장기 보관 문제는 크게 부각되지 않았다.

아마톨은 구리나 황동과 접촉하면 진동에 민감한 불안정한 화합물을 형성할 수 있으므로, 이러한 재질의 용기에 보관해서는 안 된다.[5] 압축된 상태에서는 비교적 둔감하지만 강한 충격에 폭발할 수 있으며, 주조된 상태에서는 훨씬 더 둔감하다. 폭발시키기 위해서는 뇌관(예: 수은(II) 풀민산염)과 함께 폭발 부스터 장약(테트릴 등)을 사용하는 경우가 많았다.

1942년 생나제르 습격 동안 HMS ''Campbeltown''에 숨겨진 폭발 장약에는 아마톨이 들어 있었다. 1943년 9월 독일 전함 ''Tirpitz'' 아래에 폭발 장약을 설치한 영국 X급 소형 잠수함은 약 4064.19kg의 아마톨을 포함하는 두 개의 "새들 장약"을 운반했다. 독일 V-1 비행 폭탄 및 V-2 로켓의 탄두에도 아마톨이 포함되어 있었다.

아마톨의 유도체는 51% 질산암모늄, 40% TNT, 9% RDX (산소 균형도 음수임)로 구성된 아마텍스이다.

4. 현대적 이용

아마톨은 오늘날에는 과거의 탄약이나 불발탄을 제외하고는 거의 사용되지 않는다.

4. 1. 암모나이트

아마톨의 한 종류인 '''암모나이트'''는 동유럽과 중국에서 널리 사용되는 토목공학용 폭약이다. 일반적으로 TNT와 질산 암모늄을 20/80 비율로 혼합하며, 주로 채석이나 광업에 사용된다.

암모나이트는 군사용 폭약보다 TNT의 비율이 훨씬 낮기 때문에 파괴력이 상대적으로 약하다. 일반적으로 30kg의 암모나이트 폭약은 약 20kg의 TNT와 동등한 위력을 가진다.

4. 2. 아마텍스

아마톨의 유도체로, 51%의 질산암모늄, 40%의 TNT, 9%의 RDX로 구성된다. 아마텍스 역시 산소 균형은 음수이다.

5. 아마톨 (뉴저지)

아마톨은 제1차 세계 대전 중 미국 정부가 뉴저지주 멀리카 타운십에 건설한 탄약 공장과 계획된 지역 사회에 주어진 이름이다.[6] 전쟁 후, 마을은 해체되었다. 애틀랜틱 시티 스피드웨이는 1926년 아마톨 부지 일부에 건설되었다. 현재(2020년) 이 부지(스피드웨이 포함)는 버려진 상태이다.[7]

참조

[1] 서적 US Explosive Ordnance http://www.maritime.[...] Bureau of Ordnance, United States Department of the Navy
[2] 서적 The Big Bang: A History of Explosives Sutton Publishing
[3] 서적 The Kestner Golden Jubilee Book The Kestner Evaporator & Engineering Co. Ltd. 1958
[4] 웹사이트 TNT https://www.youtube.[...] 2006-05-15
[5] 서적 The Chemistry of Powder & Explosives Angriff Press
[6] 서적 Construction and operation of a shell loading plant and the town of Amatol, New Jersey http://amatol.atlant[...] Atlantic Loading Co. 2011-07-24
[7] 웹사이트 Amatol Ghost Town - Hammonton NJ https://www.atlasobs[...] 2020-12-04
[8] 서적 V-2 Ballistic Missile 1942-52 Osprey Publishing 2003-08-20
[9] 서적 US Explosive Ordnance http://www.maritime.[...] Bureau of Ordnance, United States Department of the Navy
[10] 서적 The Big Bang: A History of Explosives Sutton Publishing


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