Ozáření drahokamem - Gemstone irradiation

The ozařování drahokamem je proces, ve kterém a drahokam je uměle ozářeno za účelem zlepšení jeho optických vlastností. Vysoká úroveň ionizující radiace může změnit atomová struktura drahokamů krystalová mříž, což zase mění optické vlastnosti v něm.[1] V důsledku toho může být barva drahokamu významně změněna nebo může být snížena viditelnost jeho vměstků. Proces, široce procvičovaný v klenotnický průmysl,[2] se provádí buď a nukleární reaktor pro neutron bombardování, a urychlovač částic pro elektron bombardování nebo gama paprsek zařízení využívající radioaktivní izotop kobalt-60.[1][3] Ozáření umožnilo vytvoření drahokamových barev, které neexistují nebo jsou v přírodě extrémně vzácné.[1]

Radioaktivita a předpisy

Čisté diamanty, před a po ošetření. Ve směru hodinových ručiček od levého dna: (1) Počáteční (2 × 2 mm); (2,3,4) ozářeno různými dávkami 2 MeV elektronů; (5,6) Ozářeno různými dávkami a poté žíháno při 800 ° C.

Termín ozáření je velmi široký a pokrývá bombardování subatomární částice stejně jako využití celé řady elektromagnetická radiace, včetně (v pořadí zvyšování frekvence a klesá vlnová délka ) infračervené záření, viditelné světlo, ultrafialová radiace, Rentgenové záření, a gama paprsky.[4]

Některé přírodní barvy drahokamů, jako jsou například modrozelené barvy diamanty, jsou výsledky expozice přirozenému záření na Zemi, což je obvykle alfa nebo beta částice.[5] Omezená penetrační schopnost těchto částic vede k částečnému zabarvení povrchu diamantu.[5] Pouze vysokoenergetické záření, jako je gama záření nebo neutron může produkovat plně syté barvy těla,[5] a zdroje těchto typů záření jsou v přírodě vzácné, což vyžaduje umělé ošetření v klenotnickém průmyslu.

Ozařování, zejména pokud se provádí v jaderném reaktoru, může způsobit, že drahokamy budou mírně radioaktivní,[6] takže jsou obvykle vyčleněny na pár měsíců, aby umožnily jakoukoli zbytkovou radioaktivitu rozklad.[3] První zdokumentovaný uměle ozářený drahokam vytvořil anglický chemik Sir William Crookes v roce 1905 pohřbením diamantu v prášku bromid radia.[7][8] Poté, co tam byl držen po dobu 16 měsíců, se dříve bezbarvý diamant stal zeleným.[7] Tato metoda produkovala nebezpečně vysoký stupeň dlouhodobé zbytkové radioaktivity a již se nepoužívá.[9] Na trzích se však občas příležitostně vyskytují zelené diamanty upravené rádiem, které lze zjistit pomocí a Geigerův počítač nebo výrobou autorádiografy na fotografické filmy.[9]

Obavy z možných zdravotních rizik souvisejících se zbytkovou radioaktivitou drahokamů vedly v mnoha zemích k vládním předpisům.[1] Ve Spojených státech Komise pro jadernou regulaci (NRC) stanovila přísná omezení přípustných úrovní zbytkové radioaktivity, než může být v zemi distribuován ozářený drahokam.[3] Všechny drahokamy ozářené neutronovými nebo elektronovými paprsky musí být před uvolněním do prodeje otestovány držitelem licence NRC.[3] V Indii je Bhabha atomové výzkumné středisko začal ozařovat drahokamy na začátku 70. let.[10] V Thajsku Úřad atomů pro mír (OAP) provádí proces pro soukromý sektor a ozařuje v letech 1993–2003 413 kilogramů drahých kamenů.[11]

Materiály a výsledky

Účinky ozáření na
různé materiály drahokamů
MateriálPočáteční barvaKonečná barva
BerylBezbarvýŽlutá
ModrýZelená
Bezbarvý
(Typ Maxixe)		Modrý
diamantBezbarvý nebo
žlutá až hnědá		Zelená až modrá
FluoritBezbarvýRozličný
PerlaSvětlé barvyŠedá až černá
nebo šedo-modrá
KřemenBezbarvý až žlutý
nebo světle zelená		Hnědý, ametyst,
"kouřová", růže
TopasŽlutá až oranžováZintenzivněte barvy
Bezbarvý až světle modrýHnědá, modrá, zelená
TurmalínBezbarvý až
bledé barvy		Žlutá, hnědá,
růžová, červená,
zeleno-červená (bicolor)
ModrýNachový
ZirkonBezbarvýHnědá až červená
Zdroj: Ashbaugh III 1988, str. 201

Nejčastěji ozářeným drahokamem je topas, která se po procesu změní na modrou.[3] Modrý topaz je v přírodě velmi vzácný a téměř vždy výsledkem umělého ozáření.[12] Podle American Gem Trade Association, přibližně 30 milionů karáty (6 000 kg (13 000 lb)) topazu se každoročně globálně ozařuje, přičemž 40% z nich bylo od roku 1988 provedeno ve Spojených státech.[13] Od roku 2011 není v USA ozařován žádný topaz neutrony; hlavní oblasti léčby jsou Německo a Polsko.[Citace je zapotřebí ] V Bangkoku se provádí hodně lineárně zrychleného zpracování.[Citace je zapotřebí ]

Diamanty jsou obvykle ozářeny, aby se staly žlutými, modrozelenými nebo zelenými, i když jsou možné i jiné barvy.[12]

Křemen může být ozářen za účelem výroby ametyst a jiné barvy.[Citace je zapotřebí ]

Bezbarvý beryly, nazývané také goshenit, se po ozáření stávají čistě žlutými, kterým se říká zlatý beryl nebo heliodor.[1]

Perly jsou ozářeny za vzniku šedo-modré nebo šedo-černé barvy.[14] Metody použití zařízení gama paprsků kobaltu-60 k ztmavení bílých perel Akoya byly patentovány na počátku 60. let.[15] Ale léčba gama zářením nemění barvu perly perleť, proto není efektivní, pokud má perla silný nebo neprůhledný perleti.[15] Většina černých perel dostupných na trzích před koncem sedmdesátých let byla buď ozářena, nebo obarvena.[15]

Rovnoměrnost zabarvení

Drahé kameny, které byly vystaveny umělému záření, obecně nevykazují žádné viditelné důkazy o procesu,[16] ačkoli některé diamanty ozářené v paprsek elektronů může vykazovat barevné koncentrace kolem culet nebo podél linie kýlu.[16]

V topazu mohou některé zdroje ozařování vytvářet směsi modré a žluté až hnědé barvy, proto je nutné zahřátí jako další postup k odstranění nažloutlé barvy.[17]

Stabilita barev

V některých případech mohou nové barvy vyvolané umělým ozářením rychle vyblednout, jsou-li vystaveny světlu nebo mírnému teplu,[18] některé laboratoře je proto podrobí „testu vyblednutí“, aby určily stálost barev.[18] Někdy bezbarvé nebo růžové beryly po ozáření zčervenají, což se nazývá beryl typu Maxixe. Při vystavení teplu nebo světlu však barva snadno vybledne, takže nemá žádnou praktickou aplikaci šperků.[1]

Poznámky

  1. ^ A b C d E F Hurlbut & Kammerling 1991, str. 170
  2. ^ Omi & Rela 2007
  3. ^ A b C d E „Informační list o ozářených drahokamech“. Spojené státy. Komise pro jadernou regulaci. Února 2008. Citováno 30. listopadu 2008. Tento článek včlení text od zdroje, který je v veřejná doména.
  4. ^ Nassau 1980, str. 343
  5. ^ A b C Král 2006, str. 48
  6. ^ Hurlbut & Kammerling 1991, str. 172
  7. ^ A b Tilden 1916, str. 145
  8. ^ Hurlbut & Kammerling 1991, str. 158
  9. ^ A b Hurlbut & Kammerling 1991, str. 216
  10. ^ Sarma, Nataraja (2005). "Poznámka autora". Kniha drahokamů. Rupa. Co. ISBN  81-291-0819-4.
  11. ^ „Vylepšení drahokamů ozařovací technikou“. Úřad atomů pro mír. 2006. Archivovány od originál dne 22. prosince 2006. Citováno 4. prosince 2008.
  12. ^ A b Skuratowicz & Nash 2005, str. 13
  13. ^ Ashbaugh III 1988, str. 205
  14. ^ Sofianides & Harlow 1991, str. 178
  15. ^ A b C "Perla". Ústav geologických věd, University of Texas v Austinu. 1998. Citováno 23. května 2009.
  16. ^ A b Hurlbut & Kammerling 1991, str. 127
  17. ^ Sofianides & Harlow 1991, str. 168
  18. ^ A b Hurlbut & Kammerling 1991, str. 57

Reference