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宝石辐照变色加工应用

更新时间： 2017/3/29 16:32:31 来源： cntia汇编

照射一词的涵义非常广泛，涵盖了亚原子粒子的轰击以及使用各种电磁辐射，包括（按频率上升和波长减少的次序）红外辐射，可见光、紫外线、x射线和伽马射线辐射。

宝石辐照是对宝石进行辐照加工，以提高其光学性能的一个过程。高水平的电离辐射可以改变宝石晶格的原子结构，进而改变其光学性能。因此，宝石的颜色可以显著改变或其夹杂物的可见性可能会减少。在珠宝行业已广泛应用这个技术，可以通过一个核反应堆中的中子轰击、粒子加速器的电子轰击、或使用放射性同位素的钴-60射线装置中完成。辐照导致的某些宝石的颜色在自然界中不存在、或是极其罕见的。

某些天然宝石的颜色，如钻石的从蓝到绿的颜色，是在于地球自然辐射（通常是α或β粒子）后的结果。这些粒子的穿透能力有限只能导致钻石表面颜色的部分变化。只有伽马射线和中子等高能辐射才能产生完全饱和的整体颜色变化，这些类型的辐射源在自然界是很罕见的，这使得在珠宝行业对宝石进行人工处理具有必要性。

辐照，特别是在核反应堆中完成时中，会使宝石带有轻微放射性，因此他们通常被放置几个月以使残留的放射性衰变。第一个有文献记录的人工辐照宝石是由英国化学家威廉-克鲁克斯爵士在1905年通过将一颗钻石埋在溴化镭粉末里完成的。16个月后，先前无色的钻石变成了绿色。此方法很粗糙，产生了危险性很高的长期残留放射性并不再被使用。然而，镭处理的绿色钻石仍能偶尔在市场上被发现，这可以由盖革计数器或通过放射能照像胶片检测出来。

对宝石残留放射性可能的健康风险的担忧，导致许多国家的政府制定了相关的法规。在美国，美国核管理委员会（NRC）对辐照宝石在美国上市销售前允许的残留放射性水平设定了严格的限制。所有中子或者电子束辐照的宝石在上市销售前必须经过NRC许可单位测试。在印度，巴巴原子研究中心在20世纪70年代初就开始辐照宝石。在泰国，原子能为和平服务办公室(OAP)为私营公司提供宝石辐照加工，从1993年到2003年共辐照了413公斤(911磅)的宝石。

材料与结果

不同的宝石材料辐照效果
材料	初始颜色	辐照后颜色
绿柱石	无色	黄色
	蓝色	绿色
	无色 (Maxixe类)	蓝色
钻石	无色黄色到棕色	绿色到蓝色
萤石	无色	各种各样的颜色
珍珠	浅色	灰色到黑色或灰蓝色
石英	无色到黄色或浅绿色	棕色, 紫色，"烟状", 粉红色
托帕石/黄玉	黄色到橙色	增强颜色
托帕石/黄玉	无色到浅蓝色	棕色，蓝色，绿色
碧玺	无色到苍白色	黄色，棕色，粉色，红色，绿-红（双色）
碧玺	蓝色	紫色
浩英石	无色	棕色到红色
出处: Ashbuugh III 1988, p.201

最常见的辐照宝石是黄玉，辐照后变成蓝色。蓝色的黄水晶在自然界是非常罕见的，市场里几乎都是人工辐照的结果。据美国珠宝贸易协会的数据，每年在全球范围内大约3000万克拉（6000公斤/13000磅）的黄玉被辐照，1988年40%是在美国完成。2011年主要处理地域是德国和波兰。很多线性加速器处理是在曼谷完成的。