베이루트항에서 발생한 질산암모늄 폭발에 의한 영향 평가

An Evaluation of the Impact of Ammonium Nitrate Explosion Occurred in Beirut Port

2020년 8월 4일에 베이루트항 저장 창고에 저장되었던 2750 ton의 질산암모늄이 폭발하였다. 이 폭발은 지금까지의 질산암모늄 폭발 중 가장 규모가 큰 것으로 알려졌다. TNT 등가법을 적용하여 2750 ton의 질산암모늄의 폭발 에너지에 상응하는 TNT 등가량을 구한 결과 856 ton으로 나타났다. Kingery-Bulmash 폭발 특성 계산기 툴을 활용하여 폭원으로부터 3600 m 까지의 범위에서 과압과 충격량을 산정하였다. 폭원으로부터 멀어짐에 따라 과압과 충격량은 지수적으로 감소하지만 과압이 더 크게 감소하여 과압이 충격량보다 거리에 따른 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 과압과 충격량이 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위해서 구조물의 손상 기준을 적용한 결과 구조물의 부분적 붕괴, 심각한 손상, 가벼운 손상이 발생하는 임계거리는 폭원으로부터 각기 약 500, 800, 2200 m로 나타났다. 구조물과 인체의 손상 확률을 평가하기 위해서 프로빗 함수를 적용하였다. 구조물의 붕괴, 구조물의 심각한 손상, 구조물의 가벼운 손상, 창유리의 파손 가능성이 50% 이상이 되는 지점은 각기 약 500, 810, 2200, 3200 m가 되는 것으로 나타났다. 폭원으로부터 200 m 이내 지점에 있는 사람의 경우 폐 손상으로 인해 사망할 확률이 99% 이상인 것으로, 고막 파열이 발생할 확률이 50%인 지점은 약 300 m인 것으로 나타났다. 전신 이동에 따른 두개골 파열과 전신 충격에 의해 사망할 확률이 100%인 지점은 각기 300, 100 m인 것으로 평가되었다.

On August 4, 2020, 2750 tons of ammonium nitrate stored in a storage warehouse at the Port of Beirut exploded. This explosion is said to be the largest ammonium nitrate explosion ever. By applying the TNT equivalency method, TNT equivalent amount corresponding to the explosion energy of 2750 tons of ammonium nitrate was calculated, and it is found to be 856 tons. Overpressure and impulse were calculated in a range up to 3600 m from the blast using the Kingery-Bulmash explosion parameter calculator tool. As the distance from the explosion center increases, the overpressure and impulse decrease exponentially, but the overpressure decreases more significantly, showing that overpressure is more affected by distance than the impact. As a result of applying the damage criteria to evaluate the effects of overpressure and impulse on the structure, the critical distances at which partial collapse, major damage, and minor damage to the structure occur are found to be approximately 500, 800, and 2200 m from the center of the explosion, respectively. The probit function was applied to evaluate the probability of damage to structures and human body. The points where the probability of collapse, major damage, minor damage, and breakage of window-panes to structures are greater than 50% are found to be approximately 500, 810, 2200, and 3200 m, respectively. For people within 200 m from the center of the explosion, the probability of death due to lung damage is more than 99%, and the 50% probability of eardrum rupture is approximately 300 m. The points with a 100% probability of death due to skull rupture and whole body impact due to whole body displacement are evaluated to be 300 and 100 m, respectively.