Іррадіація (опромінення) дорогоцінного каміння – це процес, під час якого дорогоцінний камінь навмисно піддають впливу великої кількості іонізуючого випромінювання з метою покращення його оптичних властивостей. Велика кількість іонізуючого випромінювання може перебудувати кристалічну структуру дорогоцінного каменя, змінюючи його оптичні властивості. Це може суттєво змінити колір дорогоцінного каменя або зменшити видимість його включень.

Радіоактивність та регулювання

Термін «опромінення» в широкому сенсі стосується впливу субатомних частинок або електромагнітного випромінювання на речовину по всьому спектру, який включає — у порядку зростання частоти та зменшення довжини хвилі — інфрачервоне, видиме світло, ультрафіолетове, рентгенівське та гамма-випромінювання. Деякі кольори природних дорогоцінних каменів, такі як синьо-зелені кольори в діамантах або червоні кольори в цирконі, спричинені впливом природного випромінювання Землі, яке зазвичай являє собою альфа- або бета-частинки. Обмежена проникаюча здатність цих частинок призводить до часткового забарвлення поверхні дорогоцінного каменя. Тільки високоенергетичне випромінювання, таке як гамма-промені або нейтрони, може створювати повністю насичені кольори тіла, і джерела цих типів випромінювання є рідкісними за своєю природою, що вимагає штучної обробки в ювелірній промисловості. Цей процес, особливо коли він проводиться в ядерному реакторі для нейтронного бомбардування, може зробити дорогоцінні камені радіоактивними. Нейтрони легко проникають крізь дорогоцінні камені та можуть спричиняти візуально приємне рівномірне забарвлення, але також проникають в атомне ядро та викликають розпад збудженого ядра, тим самим викликаючи радіоактивність. Тому дорогоцінні камені, оброблені нейтронами, потім відкладають на кілька місяців до кількох років, щоб залишкова радіоактивність розпалася, доки вони не досягнуть безпечного рівня менш як до залежно від країни.

Перший задокументований випадок штучного опромінення дорогоцінного каменя здійснив англійський хімік Вільям Крукс у 1905 році шляхом занурення безбарвного діаманта в порошкоподібний бромід радію. Після зберігання в такому середовищі протягом 16 місяців діамант набув оливково-зеленого забарвлення. Однак цей метод спричиняє небезпечний рівень тривалої радіоактивної забрудненості та нині більше не використовується. Деякі з цих діамантів, оброблених радієм, які досі час від часу продаються та можуть бути виявлені детекторами частинок, такими як лічильник Гейгера, сцинтиляційний лічильник, або напівпровідниковий детектор, мають настільки високий рівень випромінювання, що можуть затемнити фотоплівку за лічені хвилини.

Побоювання щодо можливих ризиків для здоров'я, пов'язаних із залишковою радіоактивністю опромінених дорогоцінних каменів, призвели до прийняття урядових постанов у багатьох країнах. У Сполучених Штатах Комісія з ядерного регулювання (, NRC) встановила суворі обмеження на допустимі рівні залишкової радіоактивності, перш ніж опромінений дорогоцінний камінь можна буде розповсюджувати в країні.

Усі дорогоцінні камені, опромінені нейтронним або електронним пучком, повинні проходити перевірку ліцензованим оператором NRC перед надходженням у продаж. Водночас дорогоцінні камені, оброблені в гамма-установках із використанням кобальту-60, не набувають радіоактивності й тому не підпадають під юрисдикцію NRC.

В Індії цей процес для приватного сектору здійснює Рада з радіаційних та ізотопних технологій (, BRIT), промисловий підрозділ Міністерства атомної енергії.

У Таїланді подібну діяльність виконувало Управління атомів для миру (, OAP), яке в період з 1993 по 2003 рік опромінило 413 кг (911 фунтів) дорогоцінного каміння. У 2006 році цю діяльність було передано до новоствореного Thailand Institute of Nuclear Technology, де було відкрито Центр опромінення дорогоцінного каміння для надання відповідних послуг.

Матеріали та результати Вплив опромінення на різні види дорогоцінних каменівМатеріалПочатковий колірКінцевий колірБурштинСвітло-жовтийПомаранчево-червоний, помаранчево-жовтийБерилБезбарвнийЖовтийСинійЗеленийБезбарвний до блідо-рожевого

(типу Maxixe)Темно-синійАлмазБезбарвний або жовтий до коричневогоВід зеленого до блакитногоФлюоритБезбарвнийРізноманітніПерлиСвітлі кольориКоричневий, сірий до чорного або сіро-блакитнийКварцБезбарвний до жовтого або блідо-зеленого.Аметистовий, коричневий, рожевий, «димчастий» (світло-сірий)СапфірРожевий із блакитним відтінкомПігмент зникТопазЖовтий до помаранчевогоКольори посилилисяБезбарвний до блідо-блакитногоКоричневий, темно-блакитний, зелений, небесно-блакитнийТурмаліниБезбарвний до блідих відтінківКоричневий, зелено-червоний (двоколірний), насичено-рожевий, рожевий, червоний, жовтувато-помаранчевийРожевийНасичено-рожевий, помаранчево-рожевийСинійФіолетовийЦирконБезбарвнийВід коричневого до червоного Найчастіше опроміненим дорогоцінним каменем є топаз, який зазвичай набуває блакитного забарвлення після цього процесу. Інтенсивно блакитний топаз не зустрічається в природі та утворюється внаслідок штучного опромінення. За даними Американської асоціації торгівлі дорогоцінним камінням, щороку у світі опромінюється приблизно 30 мільйонів каратів топазу, з яких близько 40 % було оброблено у Сполучених Штатах станом на 1988 рік. Темно-сині різновиди топазу, зокрема американський суперсиній та лондонський синій, утворюються внаслідок нейтронного бомбардування, тоді як світліші відтінки небесно-блакитного топазу часто отримують шляхом електронного бомбардування. Швейцарський синій топаз, який є дещо світлішим за американський різновид, утворюється в результаті поєднання обох методів.

Діаманти переважно опромінюють, щоб набути синьо-зеленого або зеленого кольору, хоча можливі й інші кольори. Коли світло- або середньо-жовті діаманти обробляють гамма-променями, вони можуть стати зеленими; високоенергетичним електронним променем – синіми. Різниця в результатах може бути спричинена локальним нагріванням каменів, яке відбувається при використанні останнього методу.

Безбарвні берили, які також називають гошенітом, при опроміненні стають чисто жовтими, що називається золотистим берилом або геліодором/ Кристали кварцу стають «димчастими» або світло-сірими при опроміненні, якщо вони містять домішку алюмінію, або аметистовими, якщо в них присутня невелика кількість заліза; будь-який з цих результатів також можна отримати за допомогою природного випромінювання.

Перли опромінюють для отримання сіро-синього або сіро-чорного кольору. Методи використання гамма-променів кобальту-60 для затемнення білих перлин Акоя були запатентовані на початку 1960-х років. Але обробка гамма-променями не змінює колір перламутру перли, тому неефективна, якщо перлина має товстий або непрозорий перламутр. Більшість чорних перлин, доступних на ринках до кінця 1970-х років, були або опромінені, або пофарбовані.

Однорідність забарвлення Коштовне каміння, що піддалося штучному опроміненню, зазвичай не має видимих ознак цього процесу, хоча деякі алмази, опромінені електронним пучком, можуть демонструвати концентрацію кольору навколо колети або вздовж лінії кіля.

Стабільність кольору У деяких випадках нові кольори, отримані внаслідок штучного опромінення, можуть швидко втрачатися під впливом світла або помірного нагрівання. Тому деякі лабораторії проводять «тест на вицвітання» для оцінки стабільності забарвлення. Іноді безбарвні або рожеві берили під час опромінення набувають насиченого синього кольору; такі різновиди називають берилом типу Maxixe. Однак це забарвлення легко втрачається під дією тепла або світла, через що матеріал не має практичного застосування в ювелірній галузі.

Примітки

Посилання

Цитування

Цитовані роботи

.

.