Aufgrund der niedrigen Abschirmwirkung herkömmlicher blei-basierter Abschirmmaterialien im Energiebereich von 40~88 keV, ihrer hohen Bio-Toxizität sowie Problemen mit der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften bestehender Epoxid-Abschirmmaterialien durch Agglomeration der Füllstoffe, schlägt diese Studie die Strategie „Optimierung der Kern-Schale-Struktur - chemische Oberflächenbindung“ vor. Es wurde eine modifizierte Gadolinium-Bismut-Epoxid-Verbundschirmbeschichtung hergestellt. Zunächst wurden Bi@Si/Gd@Si Kern-Schale-Nanopartikel aus Gadoliniumoxid und Bismutoxid als Kern synthetisiert, dann mit KH550 oberflächenmodifiziert, wodurch die Nanopartikeloberfläche reich an Aminogruppen wurde, schließlich mit Epoxidharz zu einem Verbund verarbeitet, ultraschall-dispersiert und thermisch vernetzt, um die Verbundschirmbeschichtung zu erhalten. Die Füllstoffe verbesserten die thermische Stabilität und mechanischen Eigenschaften des Verbundbeschichtungen, mit einer Haftfestigkeit von 25,80 MPa bei 50 % Füllstoffbeladung; die Strahlenschutzwirkung gegenüber Röntgenstrahlen der ¹²⁹I-Quelle betrug 93,8 %, die theoretische Dicke für die Halbierung der Intensität von γ-Strahlen der ¹³⁷Cs-Quelle lag bei 3,63 cm. Die Beschichtung zeichnet sich durch hohe Haftfestigkeit und hervorragende Röntgen- und γ-Strahlenschutzwirkung aus und kann durch Spritzverfahren auf Metalloberflächen aufgetragen werden, mit breiten Anwendungsperspektiven in Kernkraftwerken und Weltraumschutz.

Epoxidharz; Kern-Schale-Struktur; Strahlenschutz; Beschichtung