Se o Windows puder ver uma partição em um disco, ela poderá ver as duas. O melhor que você pode esperar é remover a letra da unidade da partição que você não deseja acessar. Qualquer método que você usa vai "fingir" as coisas de um jeito ou de outro.
Se você quiser se desconectar fisicamente da outra partição e não conseguir acessá-la acidentalmente, precisará usar um contêiner virtual na unidade física. Claro que a desvantagem é que agora você tem 3 partições para lidar, em vez de apenas duas.
Você pode fazer algo como criar dois arquivos VHD de 500 GB em uma única unidade de 1 TB; montar cada um para uma instância diferente do sistema operacional. O Windows pode montar / inicializar a partir de arquivos VHD nativamente, de modo que nem é um truque.
Outra opção a considerar; você pode usar criptografia como Bitlocker ou TrueCrypt. O TrueCrypt permite até que você crie os contêineres fora do espaço não alocado (o que elimina o problema das três letras de unidade). A grande desvantagem disso é que não é mais portátil, e se você for vítima de corrupção ou se esquecer da senha, perderá tudo.