첨단바이오, 인공지능, 우주 등 차세대 원천기술 확보와 기후변화 대응 기술을 위한 연구 활동이 증가하면서 연구실 사고가 지속 발생하고 있다. 국가연구안전본부 자료에 따르면 지난 5년(’17 ~ ’21년)간 연구실에서 발생한 가스 관련 사고는 총 45건이며, 이 중 가스누출에 의한 화상이 25건, 폭발 비산물에 의한 자상이 13건, 운반 중 부상이 6건, 누출에 의한 흡입이 1건 등이었다. 고압가스는 높은 압력을 가해 압축시킨 가스로써 누출될 경우 많은 양의 가스가 단시간에 누출될 수 있다. 이때 누출이 발생한 공간의 환기가 부족할 경우, 폭발범위가 쉽게 형성될 수 있으며 주변의 다양한 점화원에 의해 화재 및 폭발이 발생할 수 있다. 따라서 고압가스 관련 사고 예방을 위한 안전관리 방안이 필요하다.

한국항공우주연구원에서 누리호 엔진 개발을 위한 연소시험설비를 운용하면서 체득한 고압가스 사고 예방을 위한 안전관리 방안에 대해 설명하고자 한다.

연소시험설비의 안전관리 방안은 크게 ‘설계 및 구축 단계’와 ‘운용 및 관리 단계’로 나눌 수 있다. 설계 및 구축 단계에서는 안전 설계 원칙을 준수해야 한다. 연소시험설비에 적용되는 법규를 준수하고, 가능한 위험을 최소화하기 위해 설비의 구조,  기술 등을 고려한 안전 설계를 실시해야 한다.

특히 로켓엔진 개발을 위한 연소시험설비는 비용적인 측면보다 신뢰도 및 안정성이 중요하기 때문에 일반 시험설비에 적용하는 설계 방법과는 다르게 접근해야 한다. 시험설비 설계 단계에서 위험성 평가를 실시하여 안전한 설계가 될 수 있도록 안전 표준 및 규정을 마련하고 시스템적으로 안전하게 시험설비가 운용될 수 있도록 해야 한다.

공급라인을 이중화하여 한쪽 라인이 고장날 때도 정상적으로 시스템 운용이 가능하게 하고, 고압가스 압력용기를 섹션별로 분리하여 수리나 보수 시 설비 효율성을 높일 수도 있겠다. 또한 화재 및 폭발의 비상 상황에서도 공급차단이나 가스 배출이 가능하도록 설계해야 한다. 위험한 상태에서 연구자가 시험설비에 접근하여 수행하는 작업을 최소화하기 위해 자동화 및 원격 모니터링 시스템을 도입하고, 가스검지기 및 모니터링 장치로 연소시험 과정이나 설비 상태를 실시간으로 감시하는 것이 필요하다. 이어 연소시험설비 특성상 화재 및 폭발 위험성이 크기 때문에 방재 시스템을 구축하는 것이 필수적이다.

운용 및 관리 단계에서는 지속적이고 체계적으로 안전성을 유지하여 사고를 방지해야 한다. 첫 번째로 고압가스 시험설비의 주기적인 유지보수 및 점검이다. 고압가스 안전관리법에서 규정하는 특정설비재검사, 수시 및 정기 검사는 물론, 자체적인 예방점검을 통해 부식, 마모, 결함 등의 문제를 조기 발견하여 보수함으로써 설비 고장이 사고로 이어지는 것을 방지해야 한다.

두 번째로 연소시험설비 운용을 위한 교육 및 훈련이다. 안전관리의 핵심은 사전 예방이므로 연구자에 대한 교육 및 훈련을 통해 안전에 대한 인식과 중요성을 높여야 한다. 고압가스에 대한 이해는 물론 연소시험설비에 대한 운용 절차서를 제정하여 새로운 연구자나 시험장 변경 시 안전한 운용 능력을 갖출 수 있어야 한다. 시험 시 고압가스 누출, 화재, 폭발 등의 비상상황 대응 계획과 절차에 대해 명확히 규정하는 매뉴얼을 작성하고 관련 훈련을 주기적으로 실시하여 실제 상황에서의 피해를 최소화하도록 해야 한다.

마지막으로 연소시험설비 운용 중에도 주기적으로 위험성 평가를 실시하여 새로운 위험을 식별하고 기존 위험성에 대한 평가를 통해 안전성을 향상시킬 수 있도록 노력해야 한다.

앞서 연소시험설비 설계 및 구축, 운용 및 관리 단계에서의 고압가스 안전관리 방안에 대해 설명하였는데, 안전한 연구 환경을 위해 가장 필요한 것은 연구 참여자들 간의 활발한 의사소통 및 관심이라고 할 수 있다. 나의 안전이 곧 동료의 안전이라는 점을 인식하고, 지속적인 안전관리를 통해 안전한 연구 환경을 구축-유지할 수 있도록 모든 연구자들의 노력과 협력이 필요한 시점이다. 안전한 연구가 더 나은 미래를 위한 첫걸음이 되길 기원하며 이만 글을 마친다.