WO2014175580A1 - 다층구조 방호벽 제조방법 - Google Patents

다층구조 방호벽 제조방법 Download PDF

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WO2014175580A1
WO2014175580A1 PCT/KR2014/003000 KR2014003000W WO2014175580A1 WO 2014175580 A1 WO2014175580 A1 WO 2014175580A1 KR 2014003000 W KR2014003000 W KR 2014003000W WO 2014175580 A1 WO2014175580 A1 WO 2014175580A1
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WO
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layer
electromagnetic waves
incident
shielding
iron
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PCT/KR2014/003000
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English (en)
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Inventor
이중근
Original Assignee
주식회사 글로민
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/04—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against air-raid or other war-like actions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a multi-layered security barrier, and more particularly, by constructing a multi-layered security barrier, a bunker and a building for the protection of security facilities such as security facilities for defense and security facilities such as financial computer networks,
  • the present invention relates to a method for manufacturing a multi-layered firewall for protecting and protecting financial systems such as electronic communication equipment and computer servers from EMP, HEMP, NEMP, and TEMPEST generated during an explosion of an electronic bomb.
  • EMP Electromagnetic Pulse
  • HEMP High Altitude Electromagnetic Pulse
  • NEMP NEMP
  • frequency components can be identified by analyzing the FFT (Fast Fourier Transform) spectrum. 99% of electromagnetic waves are distributed in the 10KHz to 100MHz band, and most of them are located below 10MHz. have.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • cold rolled steel which has a relatively high surface conductivity and a high permeability, reflects the electric field and absorbs the magnetic field, can serve as a shielding function.
  • Used protective facilities are mainly used.
  • a magnetic material such as iron used in a conventional protection facility is mainly used due to the effect of attracting the surrounding magnetic field as shown in Figure 1 using a low magnetic resistance passage as a shield of the protective room. will be.
  • a conventional nuclear bomb preparation facility is known from Republic of Korea Patent Application No. 10-2010-0021987 (document 1) and 10-2010-0081454 (document 2) and the like.
  • the protective cabinet 1 of the document 1 as shown in Figure 2, the housing 10 is formed integrally by connecting and assembling the protective iron plate 11 of the six-sided galvanized iron plate, and the conductive A door 20 made of a galvanized iron plate and hinged to one side of the open housing 10, and a ventilation hole (not shown) installed on one side of the housing 10 to allow air to pass through and to block electromagnetic pulses.
  • a filter 42 provided at a power line inlet of a power supply device (not shown) mounted on an outer surface of the enclosure 10 to filter electromagnetic pulses introduced into the enclosure through a power line, and the enclosure 10.
  • the EMP protection facility of the underground bunker of the document 2 and its construction method the EMP barrier wall made of iron plate of conductive material to the entrance inside the bunker barrier constituting the existing underground bunker to a length of at least five times the size (diameter) of the entrance And installing a first conductive concrete between the bunker barrier and the EMP barrier so that the bunker barrier and the EMP barrier become equal to each other.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Application No. 10-2010-0021987 (Name: EMP Protective Cabinet, Applicant: Jeong, Sujin, Application Date: March 11, 2010)
  • Patent Document 0002 Korean Patent Application No. 10-2010-0081454 (Name: EMP protection facility of existing underground bunkers and its construction method, Applicant: Jeong, Sujin, Filed Date: August 23, 2010)
  • the protection facilities according to the conventional documents 1 and 2 as described above by placing concrete between the steel plate or the iron plate to form a barrier in a single layer or a double layer, the barrier using the iron has a shielding effect against electromagnetic waves As about 100 ⁇ 110dB, there is a problem that the shielding and protection effect is not very good in the electromagnetic wave caused by a large explosion such as a nuclear bomb.
  • the present invention is to solve the above problems, the object of which is to explode a nuclear bomb, such as by constructing a protective barrier in a multilayer structure consisting of a copper layer, iron layer, mumetal or supermalloy layer, lead layer and acrylic layer Multi-layered structure that completely shields electromagnetic waves such as EMP, HEMP and NEMP generated during operation It is to provide a method for producing a firewall.
  • another object of the present invention is to form a silver layer having a high conductivity through plating on one side of the copper layer of the multilayer barrier, a multilayer barrier that can be completely shielded by almost reflecting the electric field incident due to the explosion It is to provide a manufacturing method.
  • One example of a multilayered barrier fabricated according to the present invention for achieving the above object is that the relative conductivity ( ⁇ r) is 0.8-5 and the relative permeability ( ⁇ r) is 0.8-5 to reflect and attenuate electromagnetic waves incident from the outside.
  • a second layer of a material having a relative conductivity ( ⁇ r) of 0.08 to 0.5 and a relative permeability ( ⁇ r) of 800 to 3,500 disposed side by side on one side of the first layer to further attenuate electromagnetic waves incident through the first layer.
  • the copper layer 110 for shielding by reflecting and attenuated electromagnetic waves from the outside;
  • An iron layer 120 disposed side by side on one side of the copper layer 110 to further attenuate and shield electromagnetic waves incident through the copper layer;
  • a mumetal or supermalloy layer 130 disposed side by side on one side of the iron layer 120 to further attenuate and shield electromagnetic waves incident through the iron layer;
  • a lead layer 140 disposed side by side on one side of the mumetal or supermalloy layer 130 to shield the incident gamma ( ⁇ ) ray transmission, thereby shielding electromagnetic waves generated when the bomb explodes.
  • the multi-layered barrier manufacturing method for achieving the above object, (A) copper layer 110, iron layer 120, mumetal or supermalo layer 130 and lead layer 140 Preparing and cutting the multi-layered security barrier 100 comprising a; (B) arranging the copper layer 110, the iron layer 120, the mumetal or supermalloy layer 130 and the lead layer 140 in order, and stacking and assembling them in a multilayer structure; (C) welding each component of the multi-layered security barrier 100 assembled through the step (B) to combine integrally; (D) milling the outer surface of the integrally integrated multilayer firewall 100 through a milling machine, wherein (E) of the multilayer firewall 100 of the milled multilayer firewall 100
  • the method may further include coating the first acrylic layer 160 and the second acrylic layer 170 by applying an antioxidant acrylic on the outermost layer.
  • the explosion barrier is composed of a multilayered structure consisting of a silver layer, a copper layer, an iron layer, a mu metal or supermalloy layer, a lead layer, and an acrylic layer on both sides, so that when a nuclear bomb is exploded,
  • electromagnetic waves such as EMP, HEMP, and NEMP generated, it is possible to secure the network using various electronic communication equipment such as national facilities network, security facilities for national defense and financial computer network even if nuclear bomb explodes.
  • FIG. 1 is a view for explaining the effect of the magnetic field when configuring a protective facility using a common iron.
  • FIG. 2 is a view showing an example of a protection facility that constitutes a firewall using conventional iron.
  • FIG. 3 is a view showing the configuration of a multi-layered firewall manufactured according to the present invention.
  • FIG. 4 is a graph illustrating the principle of weakening the magnetic field passing through the multilayer metal layer applied to the present invention.
  • FIG 5 is a graph illustrating the large attenuation of the electric and magnetic fields passing through the multilayer barrier according to the present invention.
  • 6 is a graph illustrating the shielding effect according to frequency.
  • Figure 8 is a flow chart and flow chart showing a method for manufacturing a multi-layered security barrier according to the present invention.
  • Figure 3 is a view showing the configuration of a multi-layered firewall manufactured in accordance with the present invention
  • Figure 4 is a graph illustrating the principle of weakening the magnetic field passing through the multi-layered metal layer applied to the present invention
  • Figure 5 is in accordance with the present invention It is a graph illustrating the large attenuation of the electric and magnetic fields passing through the multilayer barrier.
  • Figure 6 is a graph illustrating the shielding effect according to the frequency
  • Figure 7 is a graph for comparing and explaining the gamma ray shielding effect of lead and iron.
  • the multi-layered firewall 100 manufactured according to an embodiment of the present invention is essentially a copper layer 110 which is a first layer, an iron layer 120 which is a second layer, and a mu which is a third layer.
  • the metal layer or supermalloy layer 130 and the fourth layer lead layer 140 are arranged side by side, and optionally, the fifth layer of silver layer 150 is added to the other side of the first layer copper layer 110 side by side.
  • the first acrylic layer 160 and the second acrylic layer 170, which are the sixth and seventh layers, are disposed side by side on both outermost sides of the multilayered security barrier 100.
  • the copper layer 110 has a relative conductivity ( ⁇ r) of 0.8 to 5 (most preferably 0.8 to 1.2) and a relative permeability ⁇ r of 0.8 to 5 (most preferably 0.8 to 1.2). It is a material with high conductivity while having high saturation characteristics and low permeability with respect to the electric field.When a strong electromagnetic wave generated from an explosion such as a nuclear bomb is incident, it firstly reflects and attenuates the strength of the electric field and arranges it side by side.
  • the iron layer 140 has a thickness of about 0.8 to 1.2 mm to increase the shielding effect without causing saturation, and has a conductivity of about 5.08 x 107 S / m.
  • the iron layer 120 is arranged side by side on one side of the copper layer 110, the relative conductivity ( ⁇ r) is 0.08 ⁇ 0.5 (most preferably 0.08 ⁇ 0.12) and the relative permeability ( ⁇ r) 800 It is a material of ⁇ 3,500 (most preferably 800 to 1,200), which is relatively inexpensive, reflects an electric field with high conductivity, and attenuates the magnetic field attenuated through the copper layer 110 with high permeability.
  • the conductivity is about 1.03 ⁇ 107 S / m
  • the relative conductivity is about 1/10 ⁇ 1/5 of the silver layer 150 described later, but the relative The magnetic permeability is approximately 1,000 times higher, so the shielding effect against the magnetic field is superior to that of the silver layer.
  • the mumetal or supermalloy layer 130 is stacked side by side on one side of the iron layer 120, and the relative conductivity ( ⁇ r) is 0.02 to 0.06 (most preferably 0.02 to 0.04) and a relative permeability ( ⁇ r) of 18,000 to 100,000 (most preferably 18,000 to 22,000), having a high permeability and a low saturation characteristic and attenuating the magnetic field attenuated through the iron layer 120 It has a thickness of about 0.5 ⁇ 1.5mm to increase the shielding effect, the relative magnetic permeability is at least 5 to 20 times greater than the iron layer 120, the shielding effect on the magnetic field is superior to the iron layer.
  • the lead layer 140 is disposed side by side on one side of the mumetal or supermalo layer 130 and laminated, and has a relative conductivity ( ⁇ r) of 0.06 to 0.12 (most preferably 0.06 to 0.1) and a relative permeability ( ⁇ r) is 0.8 to 5 (most preferably 0.8 to 1.2), and has a high density of 11.0 g / cm-3 to 12.5 g / cm-3 so that gamma ( ⁇ ) ray transmission can be suppressed. It has a thickness of 1.5-5 mm.
  • the silver layer 150 is disposed and stacked side by side on the other side of the copper layer 110 to approximately attenuate and reflect attenuated electric fields of electromagnetic waves first incident on the multilayer barrier 110 according to the present invention.
  • It is a material plated to a thickness of several hundred ⁇ m, and has a relatively high relative conductivity ( ⁇ r) of 1 to 5 (most preferably 1 to 2), which is about 6 to 10 times higher than that of iron.
  • first acrylic layer 160 and the second acrylic layer 170 is a transparent material that is applied through a spray to protect the metal from rust, oxidation, chemical change, corrosion, water and moisture for a long time, the silver It is applied to both outermost sides of the layer 150 and the lead layer 140 to block the silver layer and the lead layer from being combined with oxygen in the air to oxidize.
  • the iron layer 120 serves as a low permeability and a high saturation layer
  • the mumetal or supermalloy layer 130 serves as a low saturation and a high permeability layer.
  • the electromagnetic is composed of an electric field and a magnetic field, and at the same time exist, and the change rate with time is the same. That is, the rate of change of the electric field and the rate of change of the magnetic field have the same characteristics, and the attenuation characteristics in the material when the electromagnetic wave passes through the shielding material are the same in the electric field or the magnetic field.
  • the electric and magnetic fields are incident on the surface of the outermost layer of the multi-layered security barrier 100 according to the present invention so that the silver layer 150, the copper layer 110, the iron layer 120 and the mumetal or supermalloy layer 130 When passing through), as shown in FIG. 5, the strength of the electric field and the magnetic field are greatly attenuated.
  • the shielding effect due to the frequency change of the electromagnetic wave is mainly due to the loss caused by reflection in the shielding of the low frequency component and the loss caused by absorption in the shielding of the high frequency component. It will show the characteristics that play a role.
  • gamma ( ⁇ ) lines are emitted when a nuclear bomb explodes at a location of about 30km above ground, and because the atmosphere is thin at this location, it spreads relatively broadly from the nuclear explosion location in all directions. However, as we approach the earth's surface from a position just below the center of the explosion, the atmospheric density increases. At this time, the gamma rays travel in a ball-like form toward the earth's surface.
  • the lead layer 140 applied to the present invention is used to shield gamma rays or X-rays through high density, which is inherent in lead, as shown in FIG. It can be seen that the attenuation characteristic for gamma rays is much superior to.
  • FIG. 8 is a process diagram and a flow chart showing a method for manufacturing a multilayer structure security barrier according to another embodiment of the present invention.
  • the copper layer 110, the iron layer 120, the mumetal or supermalloy layer 130 and the lead layer 140, which are the main components of the above-described multilayered firewall 100, are prepared and additionally the copper layer
  • the silver layer 150 is disposed and stacked side by side on the other side of the 110, and the multi-layered barrier wall 100 is designed and cut to fit the required building and protection facility door (S210).
  • the multilayered firewall 100 has a copper layer 110 disposed on the uppermost layer and a lead layer 140 disposed on the lowermost layer.
  • a copper layer 110 disposed on the uppermost layer and a lead layer 140 disposed on the lowermost layer.
  • the silver layer 150 may be selectively applied to a thickness of approximately tens to hundreds of micrometers to reflect and attenuate (S220).
  • the components of the multilayered security barrier 100 assembled through the step S220 are welded together through spot welding to be integrally coupled (S230).
  • the milling is provided with a ball mill (ball mill) and a cutter on the edge portion, front side, rear side, upper side, lower side, one side and the other side of the multi-layered firewall 100 integrally coupled through the step S230. Milling through the machine (S240).
  • a ball mill ball mill
  • a cutter on the edge portion, front side, rear side, upper side, lower side, one side and the other side of the multi-layered firewall 100 integrally coupled through the step S230.
  • the antioxidant acrylic is applied by spraying on the copper layer 110 or the silver layer 150 and the lead layer 140 of the multi-layered firewall 100 milled in step S240.
  • the first acrylic layer 160 and the second acrylic layer 170 S250.
  • the multi-layered security barrier 100 completed through the step S250 is attached to and assembled on the outer surface of the building or the outer surface of the building to complete the installation, or the building or door consisting of the multi-layered security barrier 100 itself Install (S260).
  • first acrylic layer 170 second acrylic layer

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Abstract

본 발명은 핵 폭탄 등의 폭발시 발생되는 EMP, HEMP, NEMP 및 TEMPEST로부터 전자통신장비 및 컴퓨터 서버와 같은 금융시스템 등을 보호 및 방호하기 위한 다층구조 방호벽 제조방법에 관한 것으로, 외부로부터 입사되는 전자기파를 반사 및 감쇄시켜 차폐하는 구리 레이어; 상기 구리 레이어의 일측면에 나란히 배치되어 상기 구리 레이어를 통해 입사되는 전자기파를 더 감쇄시켜 차폐하는 철 레이어; 상기 철 레이어의 일측면에 나란히 배치되어 상기 철 레이어를 통해 입사되는 전자기파를 더 감쇄시켜 차폐하는 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어 및 상기 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어의 일측면에 나란히 배치되어 입사되는 감마(λ)선 투과를 차폐하는 납 레이어를 포함함으로써, 핵폭탄 등의 폭발시 발생되는 EMP, HEMP 및 NEMP와 같은 전자기파를 완벽히 차폐하여, 핵 폭탄이 폭발되더라도 국가시설망, 국방을 위한 안보시설 및 금융 전산망과 같이 각종 전자통신장비를 이용한 네트워크를 안전하게 보호할 수 있으며, 전기 및 전자통신 시스템 동작시 필연적으로 방출되는 누설 전자기파가 다층구조 방호벽의 외부로 누설되지 않게 하여 TEMPEST를 통해 국가 및 사회시설의 일급 비밀정보의 유출을 차단할 수 있다.

Description

다층구조 방호벽 제조방법
본 발명은 다층구조 방호벽 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 국방을 위한 안보시설 및 금융 전산망과 같은 보안시설 등의 방호를 위한 방공호, 벙커 및 건축물을 다층구조의 방호벽으로 구성함으로써, 핵 폭탄이나 전자폭탄 등의 폭발시 발생되는 EMP, HEMP, NEMP 및 TEMPEST로부터 전자통신장비 및 컴퓨터 서버와 같은 금융시스템 등을 보호 및 방호하기 위한 다층구조 방호벽 제조방법에 관한 것이다.
최근, 미국, 중국 및 러시아와 같은 강대국의 핵무기 개발 억제 노력에도 불구하고 북한 및 이란과 같은 일부 국가에서는 핵 폭탄 또는 전자 폭탄을 계속 개발하고 있으며, 특히 한국과 바로 인접해 있으면서 휴전 협상을 맺고 있는 북한의 핵 폭탄 실험 및 도발 발언 수위는 갈수록 고조되고 있는 실정이다.
한편, 상기 핵 폭탄과 같은 큰 폭발이 일어나게 되면, 전기 및 전자통신 장비, 컴퓨터 서버 및 금융 시스템은 필연적으로 EMP(Electromagnetic Pulse : 전자기펄스), HEMP(High Altitude Electromagnetic Pulse : 고고도 전자기펄스) 및 NEMP(Nuclear Electromagnetic Pulse : 핵전자기펄스)와 같은 전자기펄스에 노출되게 된다.
이로 인해, 대부분의 국가시설망, 국방을 위한 안보시설 및 금융 전산망과 같이 각종 전자통신장비를 이용한 네트워크 및 사회 전반적인 전자시설에는 막대한 파괴를 입을 수밖에 없을 뿐만 아니라, TEMPEST(템페스트)를 통해 국가 및 사회시설의 일급 비밀정보의 유출이 심각한 상태에 이르게 된다.
상술한 전자기펄스에 대해서는, FFT(Fast Fourier Transform) 스펙트럼을 분석하면 주파수 성분을 파악할 수 있는데, 99%의 전자기파는 10KHz ~ 100MHz 대역에 분포되어 있고, 대부분의 전자기파에서는 10MHz 이하에 위치하고 있음을 알 수 있다.
이러한 전자기 에너지에 대한 대비책으로서, 종래에는 비교적 높은 표면 전도도를 가지면서 또한 높은 투자율을 가지고 있어서 전기장에 대해서는 반사를 하고 자기장에 대해서는 흡수를 함으로써 차폐 기능을 할 수 있는 냉강압연철(Cold Rolled Steel)을 사용한 방호시설을 주로 이용하고 있다.
즉, 종래의 방호시설에 이용되는 철과 같은 자성재질은 낮은 자기저항의 통로를 방호실의 차폐로서 사용하여, 도 1에 도시된 바와 같이 주변의 자기장의 끌어들이는 효과로 인해 주로 이용되고 있는 것이다.
일예로서, 종래의 핵 폭탄에 대한 대비 시설은 대한민국 특허출원 제10-2010-0021987호(문헌 1) 및 제10-2010-0081454호(문헌 2) 등에 공지되어 있다. 상기 문헌 1의 방호 캐비닛(1)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전도성 있는 아연도금 철판으로 이루어진 육면의 보호철판(11)을 연결 조립하여 일체로 형성되는 함체(10)와, 상기 전도성 있는 아연도금 철판으로 이루어지고 개방된 함체(10)의 일측면에 힌지 결합하는 도어(20)와, 상기 함체(10)의 일측면에 설치되어 공기는 통과시키고 전자기 펄스는 차단하는 환기구(도시생략)와, 상기 함체(10)의 외측면에 장착된 전원장치(도시생략)의 전원선인입구에 구비되어 전원선을 통해 함체 내부로 유입되는 전자기 펄스를 필터링하는 여파기(42)와, 상기 함체(10)에 설치되어 함체 내부의 피보호 전자장비에 안테나를 연결하거나 영상신호를 접속시키며 펄스를 차단하는 EMP 리미터가 부착된 커넥터(50); 및 상기 함체에 관통되게 부착되어 펄스의 유입을 방지함으로써 광케이블의 EMP을 방호하고 그 길이가 지름의 5배 이상이 되는 광케이블 유도관(60)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 문헌 2의 지하벙커의 ＥＭＰ 방호시설 및 그 시공방법은, 기존 지하벙커를 구성하는 벙커 방호벽 내부의 출입구에 전도성 재질의 철판으로 이루어진 EMP 방호벽을 출입구 크기(직경)의 5배 이상의 길이로 설치하는 단계와, 상기 벙커 방호벽과 EMP 방호벽 사이에 제1전도성 콘크리트를 타설하여 벙커 방호벽과 EMP 방호벽이 상호 동일전위가 되도록 하는 단계를 포함하여 구성된다.
*선행기술문헌
(특허문헌 0001) 문헌 1 : 대한민국 특허출원 제10-2010-0021987호(명칭 : EMP 방호 캐비닛, 출원인 : 정수진,출원일 : 2010년 03월 11일)
(특허문헌 0002) 문헌 2 : 대한민국 특허출원 제10-2010-0081454호(명칭 : 기존 지하벙커의 ＥＭＰ 방호시설 및 그 시공방법, 출원인 : 정수진, 출원일 : 2010년 08월 23일)
그러나, 상기와 같은 종래의 문헌 1 및 문헌 2에 따른 방호시설은, 철판 또는 철판 사이에 콘크리트를 타설하여 단일층 또는 이중층으로 방호벽을 구성하는 바, 상기 철을 이용한 방호벽은 전자기파에 대한 차폐효과가 대략100 ~ 110dB 정도로서, 핵 폭탄과 같이 큰 폭발에 의한 전자기파에는 차폐 및 방호 효과가 크게 못 미치게 되는 문제점이 있다.
따라서, 핵 폭탄 등의 큰 폭발시 발생되는 EMP, HEMP 및 NEMP와 같은 전자기파는 그 에너지의 크기가 너무 크기때문에, 방호시설로는 140dB 이상의 높은 전자기파를 감쇄할 수 있는 방호시설이 요구되고 있다.
즉, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 방호벽을 구리 레이어, 철 레이어, 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어, 납 레이어 및 아크릴 레이어로 이루어진 다층구조로 구성함으로써, 핵폭탄 등의 폭발시 발생되는 EMP, HEMP 및 NEMP와 같은 전자기파를 완벽히 차폐하고, 전기 및 전자통신 시스템 동작시 필연적으로 방출되는 누설 전자기파가 방호벽의 외부로 누설되지 않게 하여 완벽한 TEMPEST(템페스트)를 방어할 수 있는 다층구조 방호벽 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 다층구조 방호벽의 구리 레이어의 일측면에 도금을 통해 높은 전도율을 갖는 은 레이어를 형성하여, 폭발로 인해 입사되는 전기장을 거의 반사시킴으로써 완벽히 차폐할 수 있는 다층구조 방호벽 제조방법을 제공하는 것이다.
이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라 제조된 다층구조 방호벽의 일예는, 외부로부터 입사되는 전자기파를 반사 및 감쇄시키도록 상대 전도율(σr)이 0.8~5이고 상대 투자율(μr)이 0.8~5인 재질의 제 1 층; 상기 제 1층의 일측면에 나란히 배치되어 상기 제 1 층을 통해 입사되는 전자기파를 더 감쇄시키도록 상대 전도율(σr)이 0.08~0.5이고 상대 투자율(μr)이 800~3,500인 재질의 제 2 층; 상기 제 2 층의 일측면에 나란히 배치되어 상기 제 2 층을 통해 입사되는 전자기파를 더 감쇄시키도록 상대 전도율(σr)이 0.02~0.06이고 상대 투자율(μr)이 18,000~100,000인 재질의 제 3 층; 및 상기 제 3 층의 일측면에 나란히 배치되어 외부로부터 입사되는 감마(λ)선 투과를 차단하도록 상대 전도율(σr)이 0.06~0.12이고 상대 투자율(μr)이 0.8~5인 재질의 제 4 층을 포함하여, 핵폭탄이나 전자폭탄이 폭발할 때 발생되는 전자기파를 차폐한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라 제조된 다층구조 방호벽의 다른 예는, 외부로부터 입사되는 전자기파를 반사 및 감쇄시켜 차폐하는 구리 레이어(110); 상기 구리 레이어(110)의 일측면에 나란히 배치되어 상기 구리 레이어를 통해 입사되는 전자기파를 더 감쇄시켜 차폐하는 철 레이어(120); 상기 철 레이어(120)의 일측면에 나란히 배치되어 상기 철 레이어를 통해 입사되는 전자기파를 더 감쇄시켜 차폐하는 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130); 및 상기 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130)의 일측면에 나란히 배치되어 입사되는 감마(λ)선 투과를 차폐하는 납 레이어(140)를 포함하여, 폭탄이 폭발할 때 발생되는 전자기파를 차폐한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층구조 방호벽 제조방법은, (A) 구리 레이어(110), 철 레이어(120), 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130) 및 납 레이어(140)를 포함하는 다층구조 방호벽(100)을 준비 및 절단하는 단계; (B) 상기 구리 레이어(110), 철 레이어(120), 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130) 및 납 레이어(140)을 순서대로 나란히 배치하고 다층구조로 적층하여 조립하는 단계; (C) 상기 (B) 단계를 통해 조립된 다층구조 방호벽(100)의 각 구성요소를 용접하여 일체로 결합하는 단계; (D) 상기 일체로 결합된 다층구조 방호벽(100)의 외면을 밀링머신을 통해 밀링하는 단계를 포함하며, 여기에 (E) 상기 밀링된 다층구조 방호벽(100)의 다층구조 방호벽(100)의 최외층 상에 산화 방지용 아크릴을 도포하여 제 1 아크릴 레이어(160) 및 제 2 아크릴레이어(170)를 코팅하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 다층구조 방호벽 제조방법에 따르면, 방호벽을 은 레이어, 구리 레이어, 철 레이어, 뮤 메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어, 납 레이어 및 양측면의 아크릴 레이어로 이루어진 다층구조로 구성함으로써, 핵폭탄 등의 폭발시 발생되는 EMP, HEMP 및 NEMP와 같은 전자기파를 완벽히 차폐하여, 핵 폭탄이 폭발되더라도 국가시설망, 국방을 위한 안보시설 및 금융 전산망과 같이 각종 전자통신장비를 이용한 네트워크를 안전하게 보호할 수있다.
또한, 전기 및 전자통신 시스템 동작시 필연적으로 방출되는 누설 전자기파가 다층구조 방호벽의 외부로 누설되지 않게 하여, TEMPEST(템페스트)를 통해 국가 및 사회시설의 일급 비밀정보의 유출을 차단할 수 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 일반적인 철을 이용하여 방호시설을 구성하였을 때의 자기장 효과를 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래의 철을 이용하여 방호벽을 구성한 방호시설의 일예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 다층구조 방호벽의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 적용되는 다층 금속층을 통과한 자기장이 약해지는 원리를 설명하는 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 다층구조 방호벽을 통과한 전기장 및 자기장이 크게 감쇄된 것을 설명하는 그래프.
도 6은 주파수에 따른 차폐효과를 설명하는 그래프.
도 7은 납과 철의 감마선 차폐효과를 비교 설명하기 위한 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 다층구조 방호벽 제조방법을 나타내는 공정도 및 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다층구조 방호벽 제조방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
여기서, 후술하는 실시예 및 실시 형태들은 예시로서 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 하며, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 및 동등물 내에서 치환 및 균등한 다른 실시예로 변경될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 다층구조 방호벽을 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 다층구조 방호벽의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 적용되는 다층 금속층을 통과한 자기장이 약해지는 원리를 설명하는 그래프이며, 도 5는 본 발명에 따른 다층구조 방호벽을 통과한 전기장 및 자기장이 크게 감쇄된 것을 설명하는 그래프이다.
또한, 도 6은 주파수에 따른 차폐효과를 설명하는 그래프이고, 도 7은 납과 철의 감마선 차폐효과를 비교 설명하기 위한 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 다층구조 방호벽(100)은, 필수적으로 제 1 층인구리 레이어(110), 제 2 층인 철 레이어(120), 제 3 층인 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130) 및 제 4 층인 납레이어(140)를 나란히 배치하여 구성되고, 선택적으로 상기 제 1 층인 구리 레이어(110)의 타측면에는 제 5 층인 은 레이어(150)가 나란히 추가 배치되며, 또한 상기 다층구조 방호벽(100)의 최외측 양 측면에는 제 6 및 제7층인 제 1 아크릴 레이어(160) 및 제 2 아크릴 레이어(170)가 나란히 배치되어 구성된다.
구체적으로, 상기 구리 레이어(110)는, 상대 전도율(σr)이 0.8~5(가장 바람직하게는 0.8~1.2)이고 상대 투자율(μr)이 0.8~5(가장 바람직하게는 0.8~1.2)이며, 전기장에 대하여 고 포화특성과 저 투자율을 가지면서 전도율이 큰 재질로서, 핵 폭탄과 같은 폭발로부터 발생되는 강력한 전자파가 입사될 때, 1차적으로 강력한 전기장의 세기를 반사 및 감쇄시켜 일측면에 나란히 배치된 철 레이어(140)가 포화를 일으키지 않게 차폐효과를 증대시키도록 대략 0.8~1.2mm의 두께를 가지며, 전도율은 대략 5.08 × 107S/m 정도를 갖는다.
상기 철 레이어(120)는, 상기 구리 레이어(110)의 일측면에 나란히 배치되어 적층되되, 상대 전도율(σr)이 0.08~0.5(가장 바람직하게는 0.08~0.12)이고 상대 투자율(μr)이 800~3,500(가장 바람직하게는 800~1,200)인 재질로서, 가격이 비교적 저렴하고, 고 전도율을 갖고서 전기장을 반사시키며 고 투자율을 갖고서 상기 구리 레이어(110)를 통해 감쇄된 자기장을 감쇄시켜 2차적으로 차폐효과를 증대시키도록 대략 2~4mm의 두께를 가지며, 전도율은 대략 1.03 × 107 S/m 정도를 가지고, 상대 전도율은 후술하는 은 레이어(150)의 대략 1/10 ~ 1/5 정도이나 상대 투자율이 대략 1,000 배 이상이 되어 자기장에 대한 차폐효과는 은 레이어에 비해 월등하다.
상기 뮤메탈(Mumetal) 또는 슈퍼멀로이(Supermalloy) 레이어(130)는, 상기 철 레이어(120)의 일측면에 나란히 배치되어 적층되되, 상대 전도율(σr)이 0.02~0.06(가장 바람직하게는 0.02~0.04)이고 상대 투자율(μr)이18,000~100,000(가장 바람직하게는 18,000~22,000)인 재질로서, 고 투자율 및 저 포화특징을 갖고서 상기 철 레이어(120)를 통해 감쇄된 자기장을 감쇄시켜 3차적으로 차폐효과를 증대시키도록 대략 0.5~1.5mm의 두께를 가지며, 상대 투자율이 상기 철 레이어(120)의 최소 5~20 배 이상 크므로 자기장에 대한 차폐효과는 철 레이어에 비해 월등하다.
상기 납 레이어(140)는, 상기 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130)의 일측면에 나란히 배치되어 적층되되, 상대전도율(σr)이 0.06~0.12(가장 바람직하게는 0.06~0.1)이고 상대 투자율(μr)이 0.8~5(가장 바람직하게는0.8~1.2)인 재질로서, 고 밀도 11.0g/cm-3~12.5g/cm-3의 특성을 가지고서 감마(λ)선 투과를 억제할 수 있도록 대략 1.5~5mm의 두께를 갖는다.
한편, 상기 본 발명에 따른 다층구조 방호벽(100)의 필수 구성요소인 구리 레이어(110), 철 레이어(120), 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130) 및 납 레이어(140) 이외에 선택적으로 구비되는, 은 레이어(150)는, 상기 구리 레이어(110)의 타측면에 나란히 배치 및 적층되어 본 발명에 따르는 다층구조 방호벽(110)에 처음으로 입사되는 전자기파의 전기장을 반사시켜 감쇄시키도록 대략 수십μm ~ 수백μm의 두께로 도금된 재질로서, 철에 비해 금속중에서도 상대 전도율이 대략 6배~10배 정도로 매우 큰 상대 전도율(σr) 1~5(가장 바람직하게는 1~2)을 갖고 상대 투자율(μr) 0.8~5(가장 바람직하게는 0.8~1.2)을 가지며, 전도율은 대략 6.17 × 107S/m 정도를 갖는다.
또한, 상기 제 1 아크릴 레이어(160) 및 제 2 아크릴 레이어(170)는 녹, 산화, 화학변화, 부식, 물 및 습기 등으로부터 금속을 장기간 보호하기 위해 스프레이를 통해 도포되는 투명한 재질로서, 상기 은 레이어(150) 및 납레이어(140)의 최외측 양측면에 도포되어 상기 은 레이어 및 납 레이어가 공기 중의 산소와 결합되어 산화되는 것을 차단한다.
따라서, 상술한 바와 같이 은 레이어(150), 구리 레이어(110), 철 레이어(120) 및 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130)를 통해 다층구조를 형성함으로써, 핵 폭탄과 같은 큰 폭발로부터 발생되어 건축물의 다층구조 방호벽(100)으로 입사되는 강력한 전자파 중 전기장은, 은 레이어(150) 및 구리 레이어(110)를 통해 반사 및 차폐되어 그 크기가 감쇄되었고, 자기장은 철 레이어(120) 및 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130)를 통해 차폐되어, 도4에 도시된 바와 같이, 그 크기가 전자통신 장치에 영향을 미치지 않을 정도로 크게 감소된다.
이때, 상기 철 레이어(120)는 저 투자율 및 고 포화층으로 작용하게 되며, 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130)는 저 포화 및 고 투자율 층으로 작용하게 된다.
여기서, 상기 전자기는 전기장과 자기장으로 구성되어 있으면서 동시에 존재하는 특성이 있고 시간에 따른 변화율도 동일하다. 즉, 전기장의 변화율과 자기장의 변화율은 동일한 특성이 있으며, 또한 전자기파가 차폐 재질을 통과하며 진행할 때의 재질 내에서의 감쇄특성은 전기장이나 자기장이 동일하다.
즉, 전기장과 자기장이 본 발명에 따른 다층구조 방호벽(100)의 최외층의 표면에 입사되어 은 레이어(150), 구리 레이어(110), 철 레이어(120) 및 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130)을 통과하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 전기장의 세기와 자기장의 세기가 대폭 감쇄하게 된다.
또한, 전자기파의 주파수 변화에 따른 차폐효과의 변화는, 도 6에 도시된 바와 같이, 낮은 주파수 성분의 차폐에는 반사에 의한 손실, 그리고 높은 주파수 성분의 차폐에는 흡수에 의한 손실로 인한 차폐효과가 주 역할을 하게 되는 특성을 나타내게 된다.
한편, 감마(λ)선은 핵 폭탕이 지상 약 30km 위치에서 폭발할 때 방출되는데, 이 위치의 대기권은 얇기 때문에 핵폭발 위치로부터 전 방향 방사상으로 비교적 넓게 퍼지게 된다. 그러나, 폭발지점 중심 바로 아래의 위치로부터 지표면으로 가까이 갈수록 대기권 밀도는 증가하게 되는데, 이때의 감마선은 지표면을 향하여 공 모양 형태로 빛의 속도를 진행하게 된다.
따라서, 본 발명에 적용되는 납 레이어(140)는, 납이 가지고 있는 고유의 특성인 높은 밀도를 통해 감마선이나 X선을 차폐하기 위해 이용되는 바, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 납은 철에 비해 감마선에 대한 감쇄특성이 월등히 우수함을 알 수 있다.
한편, 이하에서는 상술한 바와 같이 구성된 다층구조 방호벽을 제조하여 시공하는 방법을 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층구조 방호벽 제조방법을 나타내는 공정도 및 순서도이다.
먼저, 상술한 다층구조 방호벽(100)의 주요 구성요소인 구리 레이어(110), 철 레이어(120), 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130) 및 납 레이어(140)를 준비하고, 추가적으로 상기 구리 레이어(110)의 타측면에 나란히 배치 및 적층되는 은 레이어(150)를 준비하고, 상기 다층구조 방호벽(100)이 요구되는 건축물 및 방호시설 도어에 맞게 설계하여 재단한다(S210).
다음에, 상기 S210 단계를 통해 재단된 다층구조 방호벽(110)의 구성요소들인 구리 레이어(110), 철 레이어(120), 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어(130) 및 납 레이어(140)을 순서대로 나란히 배치하고 다층구조로 적층하여 조립한다.
이때, 상기 다층구조 방호벽(100)은 최상층에 구리 레이어(110)가 배치되고 최하층에 납 레이어(140)가 배치되는 바, 상기 구리 레이어(110) 상에는, 핵 폭탄의 폭발시 처음으로 입사되는 전자기파를 반사시켜 감쇄하도록 대략 수십 ~ 수백 μm의 두께로 은 레이어(150)가 선택적으로 도포될 수도 있다(S220).
그 다음, 상기 S220 단계를 통해 조립된 다층구조 방호벽(100)의 각 구성요소를 스팟웰딩을 통해 용접하여 일체로 결합한다(S230).
이후, 상기 S230 단계를 통해 일체로 결합된 다층구조 방호벽(100)의 모서리 부분, 전방측면, 후방측면,상측면, 하측면, 일측면 및 타측면을 볼밀(ball mill)과 커터가 구비된 밀링머신을 통해 밀링한다(S240).
다음에, 상기 S240 단계를 통해 밀링작업된 다층구조 방호벽(100)의 구리 레이어(110) 또는 은 레이어(150) 상에, 그리고 납 레이어(140) 상에 스프레이식 분사를 통해 산화 방지용 아크릴을 도포하여 제 1 아크릴 레이어(160) 및 제 2 아크릴 레이어(170)를 코팅한다(S250).
그 다음, 상기 S250 단계를 통해 완성된 다층구조 방호벽(100)을, 건축되어 있는 건축물의 외면이나 도어의 외면에 부착 및 조립하여 설치를 완료하거나, 다층구조 방호벽(100) 자체로 이루어진 건축물이나 도어를 설치한다(S260).
따라서, 상술한 바와 같이 구성된 다층구조 방호벽 제조방법을 통해 시공된 방호시설을 통해 전자파를 대부분 감쇄하여 차폐시킴으로써, 핵 폭탄이 폭발되더라도 국가시설망, 국방을 위한 안보시설 및 금융 전산망과 같이
각종 전자통신장비를 이용한 네트워크를 안전하게 보호할 수 있으며, 전기 및 전자통신 시스템 동작시 필연적으로 방출되는 누설 전자기파가 다층구조 방호벽의 외부로 누설되지 않게 TEMPEST(템페스트)를 차단하여, 국가 및 사회시설의 일급 비밀정보의 유출을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
또한, 상술한 실시예 및 실시 형태들은 예시로서 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 하며, 본 발명은 여기에 주어진 상세로 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구항의 범위 및 동등물 내에서 변경될 수 있다.
* 부호의 설명
110 : 구리 레이어 120 : 철 레이어
130 : 뮤메탈 또는 슈퍼멀로이 레이어
140 : 납 레이어 150 : 은 레이어
160 : 제 1 아크릴 레이어 170 : 제 2 아크릴 레이어

Claims (1)

  1. (A1) 외부로부터 입사되는 전기장을 반사 및 감쇄시키도록 상대 전도율(σr)이 0.8~1.2이고 상대 투자율(μr)이 0.8~1.2인 재질의 제 1 층; 상기 제 1 층의 일측면에 나란히 배치되어 상기 제 1 층을 통해 입사되는 전기장 및 자기장을 더 감쇄시키도록 상대 전도율(σr)이 0.08~0.12이고 상대 투자율(μr)이 800~1,200인 재질의 제 2 층;
    상기 제 2 층의 일측면에 나란히 배치되어 상기 제 2 층을 통해 입사되는 자기장을 더 감쇄시키도록 상대 전도율(σr)이 0.02~0.04이고 상대 투자율(μr)이 18,000~22,000인 재질의 제 3 층; 및 상기 제 3 층의 일측면에 나란히 배치되어 외부로부터 입사되는 감마(λ)선 투과를 차단하도록 상대 전도율(σr)이 0.06~0.1이고 상대 투자율(μr)이 0.8~1.2인 재질의 제 4 층을 포함하여, 외부로부터 발생되는 전기장 및 자기장을 차폐하는 다층구조 방호벽(100)을 준비 및 절단하는 단계;
    (A2) 상기 제 1 층의 타측면에는 입사되는 전기장을 반사 및 감쇄시키도록 상대 전도율(σr)이 1~2이고 상대 투자율(μr)이 0.8~1.2인 재질의 제 5 층을 나란히 배치시키는 단계;
    (B) 상기 제 5 층, 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층, 제 4 층을 순서대로 나란히 배치하고 다층구조로 적층하여 조립하는 단계;
    (C) 상기 (B) 단계를 통해 조립된 다층구조 방호벽(100)의 각 구성요소를 용접하여 일체로 결합하는 단계;
    (D) 상기 일체로 결합된 다층구조 방호벽(100)의 외면을 밀링머신을 통해 밀링하는 단계; 및
    (E) 상기 밀링된 다층구조 방호벽(100)의 다층구조 방호벽(100)의 제 5 층 및 제 4 층의 각 외측의 양측면에는 산화를 방지하는 아크릴 재질의 제 6 층 및 제 7 층이 각각 도포되는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 층은 0.8~1.2mm의 두께를 가지고, 상기 제 2 층은 2~4mm의 두께를 가지며, 상기 제 3 층은 0.5~1.5mm의 두께를 가지고, 상기 제 4 층은 1.5~5mm의 두께를 가지며, 상기 제 5 층은 10μm ~ 200μm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층구조 방호벽 제조방법.
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