40~88 keV 에너지 구간에서 기존 납 기반 차폐재의 낮은 차폐 효율과 높은 생체 독성, 기존 에폭시 기반 차폐재에서 충진제 응집으로 인한 기계적 성능 저하 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 '핵-껍질 구조 최적화-표면 화학 결합' 전략을 제안하여 변형된 가돌리늄-비스무트-에폭시 복합 차폐 코팅을 제조하였다. 먼저 가돌리늄 산화물과 비스무트 산화물을 핵으로 사용하여 Bi@Si/Gd@Si 핵-껍질 구조의 나노입자를 제조하였고, 이후 KH550으로 표면을 개질하여 나노입자 표면이 아미노기로 풍부하게 되도록 하였다. 마지막으로 에폭시 수지와 복합화하고 초음파 분산 및 열 경화를 거쳐 복합 차폐 코팅을 제조하였다. 충진제는 복합 코팅의 열 안정성과 기계적 성능을 향상시켰으며, 50% 부하량 복합 코팅의 접착 강도는 25.80 MPa에 달하였다; ¹²⁹I 원의 X선 차폐 효율은 93.8%였으며, ¹³⁷Cs 원의 γ선 절반 세기 차폐에 필요한 이론적 두께는 3.63 cm였다. 이 코팅은 높은 접착 강도와 우수한 X/γ선 차폐 효율을 모두 갖추고 있으며, 분무 등 방식으로 금속 장비 표면에 적용할 수 있어 원자력 발전소, 우주 방호 등 분야에서 광범위한 응용 전망을 갖는다.

에폭시 수지;핵-껍질 구조;방사선 차폐;코팅