연구개요 □ 질화붕소 나노시트/금속 하이브리드 소재를 이용한 복합방사선 차폐기술 개발 - 2차원 질화붕소 나노시트 (BNNS, boron nitride nanosheet) 기반 복합방사선 (중성자/감마선) 차폐 가능 고분자 나노복합소재 원천기술 개발 - 하이브리드 나노소재가 균일 분산된 중성자/감마선 동시 차폐 및 기계적/열적 물성 향상 다기능성 고분자 나노복합체 개발 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도: 방사선 차폐용 2차원 질화붕소 기반 하이브리드 나노소재 제조 기술 개발 - BNNS 제조를 위한 볼밀링 공정 최적화 (크기: 1.5-2 um, 두께: 3 nm 이하) - BNNS-금속나노입자 하이브리드 나노소재 합성기술 최적화 (텅스텐 나노입자 크기: 15-30 nm) - BNNS-금속나노입자 간 계면 젖음성 문제개선을 위한 표면개질 공정 최적화 - 방사선 차폐용 고분자 수지 선정: 폴리에틸렌 ○ 2차년도: 복합방사선 차폐용 하이브리드 나노소재의 고분자 기지 균일 분산 기술 개발 - 복합체 제조용 다기능성 하이브리드 나노소재 분산기술 확보 (7일 후 60% 이상 분산성 유지) - 하이브리드 나노소재 적용 복합방사선 고분자 차폐 소재 제조기술 최적화 - 고분자 기지 복합방사선 차폐 소재의 기계적 특성 평가 (f-W-BNNS/PE 복합재료: 0.268 GPa(탄성계수), 13.5 MPa(항복강도)) ○ 3차년도: 고분자 기지 복합방사선 차폐 소재의 차폐 성능 평가 및 최적화 - 복합방사선 차폐 특성 시험 평가 방법 선정: 중성자 및 감마선 차폐능 평가 (f-W-BNNS/PE 복합재료: 0.306 (중성자 차폐), 0.093 cm
2/g (감마선 질량감쇠계수)) - 차폐물질 함량, 두께에 따른 내방사선 특성 평가 및 해석 - 복합 방사선 차폐용 고분자 나노복합체 성능 향상을 위한 최적화 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) □ 현장적용 방안 (일반환경 및 사고환경): 본 연구를 통해 개발되는 BNNS/금속 하이브리드 나노소재가 함유된 고분자 복합방사선 차폐재는 중성자와 감마선을 동시에 차폐할 수 있고, 높은 열전도 특성과 구조적 안정성으로 일반 방사성 환경 및 원전 사고 발생 시 개인 및 시설방호에 적용할 수 있음. □ 원자력산업의 안전성 및 신뢰성 확보: 방사선을 효과적으로 차폐하고, 동시에 물성이 크게 향상된 새로운 방사선 차폐 소재의 개발은 국가 사회적으로 원자력 및 방사선 안전성 향상을 통해 국민의 신뢰를 확보하는데 매우 중요함. □ 미래원천기술 확보: 원자력 발전을 포함하여 다양한 산업의 안전하고 지속적인 성장을 가져올 수 있으며, 국방 분야에서의 방사선 방호, 우주항공 산업에서 전자회로 기기의 우주방사선 및 의료분야에서의 검사/치료용 방사선으로부터의 차폐재로 사용할 수 있는 소재 원천 기술 및 지적재산권을 확보할 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 2p)
- 연구책임자 : 이동주
- 주관연구기관 : 충북대학교
- 발행년도 : 20210300
- Keyword : 1. 질화붕소 나노시트;텅스텐 나노입자;하이브리드 소재;나노복합재료;방사선차폐; 2. Boron nitride nanosheet;Tungsten nanoparticle;Hydrid materials;Nanocomposites;Radiation shielding;