Облучение драгоценных камней - Gemstone irradiation

Драгоценные камни облучение представляет собой процесс , в котором драгоценный камень искусственно облучают в целях повышения ее оптических свойств . Высокий уровень ионизирующего излучения может изменить атомную структуру кристаллической решетки драгоценного камня , что, в свою очередь, изменяет оптические свойства внутри него. В результате цвет драгоценного камня может значительно измениться или видимость его включений может ухудшиться. Процесс, широко применяемый в ювелирной промышленности , осуществляется либо в ядерном реакторе для нейтронной бомбардировки, либо в ускорителе частиц для бомбардировки электронами , либо в установке гамма-излучения , использующей радиоактивный изотоп кобальта-60 . Облучение позволило создать драгоценные камни цветов, которых не существует или которые чрезвычайно редки в природе.

Радиоактивность и правила

Чистые бриллианты до и после обработки. По часовой стрелке снизу слева: (1) начальная (2 × 2 мм); (2,3,4) Облучены электронами с разной дозой 2 МэВ; (5,6) Облучено разными дозами, а затем отожжено при 800 ° C.

Термин облучение является очень широким и охватывает бомбардировку субатомными частицами, а также использование всего диапазона электромагнитного излучения , включая (в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волны ) инфракрасное излучение , видимый свет , ультрафиолетовое излучение , рентгеновское излучение. лучи и гамма-лучи .

Некоторые природные цвета драгоценных камней, такие как сине-зеленый цвет в алмазах , являются результатом воздействия естественного излучения Земли, которое обычно представляет собой альфа- или бета-частицы . Ограниченная проникающая способность этих частиц приводит к частичному окрашиванию поверхности алмаза. Только высокоэнергетическое излучение, такое как гамма-излучение или нейтрон, может дать полностью насыщенный цвет тела, а источники этих типов излучения редки в природе, что требует искусственного лечения в ювелирной промышленности.

Облучение, особенно когда оно проводится в ядерном реакторе, может сделать драгоценные камни слегка радиоактивными, поэтому их обычно откладывают на пару месяцев, чтобы позволить любой остаточной радиоактивности распасться . Первый задокументированный искусственно облученный драгоценный камень был создан английским химиком сэром Уильямом Круксом в 1905 году, закопав алмаз в порошкообразном бромиде радия . После 16 месяцев хранения бесцветный алмаз стал зеленым. Этот метод произвел опасно высокую степень долговременной остаточной радиоактивности и больше не используется. Тем не менее, обработанные радием зеленые алмазы все еще иногда встречаются на рынках, что можно обнаружить с помощью счетчика Гейгера или путем рентгенографии на фотопленке .

Обеспокоенность возможными рисками для здоровья, связанными с остаточной радиоактивностью драгоценных камней, привела к правительственным постановлениям во многих странах. В Соединенных Штатах Комиссия по ядерному регулированию (КЯР) установила строгие ограничения на допустимые уровни остаточной радиоактивности, прежде чем облученный драгоценный камень может быть распространен в стране. Все драгоценные камни, облученные нейтронным или электронным пучком, должны быть протестированы лицензиатом NRC перед выпуском в продажу. В Индии Центр атомных исследований имени Бхабхи начал облучение драгоценных камней в начале 1970-х годов. В Таиланде Управление по атомам во имя мира (OAP) проводит этот процесс для частного сектора, облучая 413 кг (911 фунтов) драгоценных камней с 1993 по 2003 год.

Материалы и результаты

Воздействие облучения на
различные материалы драгоценных камней
Материал Начальный цвет Конечный цвет
Берил Бесцветный Желтый
Синий Зеленый
Бесцветный
(типа Maxixe) 		Синий
Алмаз Бесцветный или от
желтого до коричневого		 От зеленого к синему
Флюорит Бесцветный Разные
Жемчужина Светлые цвета От серого до черного
или серо-голубого
Кварцевый От бесцветного до желтого
или бледно-зеленого		 Коричневый, аметистовый ,
«дымчатый», розовый.
Топаз От желтого до оранжевого Сделайте цвета более яркими
От бесцветного до бледно-голубого Коричневый, синий, зеленый
Турмалин От бесцветного до
бледного цвета 		Желтый, коричневый,
розовый, красный,
зелено-красный (двухцветный)
Синий Фиолетовый
Циркон Бесцветный От коричневого до красного
Источник: Ashbaugh III 1988 , стр. 201

Наиболее часто облучаемый драгоценный камень - топаз , который после обработки становится синим. Голубой топаз очень редко встречается в природе и почти всегда является результатом искусственного облучения. По данным Американской ассоциации торговли драгоценными камнями, ежегодно во всем мире облучается около 30 миллионов каратов (6000 кг (13000 фунтов)) топаза, 40 процентов из которых по состоянию на 1988 год приходилось на Соединенные Штаты. По состоянию на 2011 год ни один топаз не является нейтронным. облученный в США; основные регионы лечения - Германия и Польша. В Бангкоке проводится много линейно-ускоренного лечения.

Алмазы обычно облучают, чтобы они стали желтыми, сине-зелеными или зелеными, хотя возможны и другие цвета.

Кварц можно облучить, чтобы получить аметист и другие цвета.

Бесцветные бериллы , также называемые гошенитом, при облучении становятся чисто желтыми и называются золотыми бериллами или гелиодорами.

Жемчуг облучается для получения серо-синего или серо-черного цветов. Способы использования гамма-излучения кобальта-60 для затемнения белого жемчуга Акойя были запатентованы в начале 1960-х годов. Но обработка гамма-лучами не изменяет цвет перламутра , поэтому неэффективна, если жемчуг имеет толстый или непрозрачный перламутр. Большинство черного жемчуга, доступного на рынках до конца 1970-х годов, было либо облучено, либо окрашено.

Равномерность окраски

Драгоценные камни, которые были подвергнуты искусственному облучению, обычно не показывают видимых признаков процесса, хотя некоторые алмазы, облученные электронным лучом, могут иметь цветовые концентрации вокруг калетты или вдоль линии киля.

В топазе некоторые источники излучения могут давать смеси синего и желто-коричневого цветов, поэтому нагревание требуется в качестве дополнительной процедуры для удаления желтоватого цвета.

Стабильность цвета

В некоторых случаях новые цвета, вызванные искусственным облучением, могут быстро выцветать при воздействии света или небольшого тепла, поэтому некоторые лаборатории подвергают их «тесту на выцветание» для определения стабильности цвета. Иногда бесцветные или розовые бериллы при облучении становятся темно-синими, которые называются бериллами типа Maxixe. Однако цвет легко тускнеет под воздействием тепла или света, поэтому практического ювелирного применения он не имеет.

Заметки

Рекомендации