Barvení drahých kamenů ionizujícím zářením – radioaktivita, která se vyplatí

Radioaktivita – to není jen životu nebezpečné záření. Mívá zajímavé, někdy i nečekané následky. Dá se například použít k vylepšení některých drahých kamenů.

Syté barvy některých minerálů jsou způsobeny mimo jiné i radioaktivním zářením. Záhněda, ametyst, fluorit nebo modře zbarvená sůl, stejně jako žluté safíry a zelené diamanty přišly ke své specifické barvě díky přirozenému radioaktivnímu záření, se kterým se setkaly hluboko v zemské kůře. Vysoko v horách lze pro změnu pozorovat barvící účinky kosmického záření, které je zde (kvůli slabší vrstvě atmosféry) intenzivnější než v nížinách.  

Počátky barvení kamenů radioaktivitou

První experimenty s působením radioaktivity na drahokamy byly provedeny už v padesátých letech, poté, co byly vyvinuty první výkonné zdroje radioaktivního záření. Úplně prvním minerálem, se kterým vědci experimentovali, byla záhněda.

Záhněda je odrůda křemene (chemický vzorec SiO2 má společný s pískem nebo křišťálem), který je zabarvený příměsí hliníku, sodíku a lithia). Jedná se o poměrně rozšířený polodrahokam hnědé barvy. Černá, téměř neprůsvitná odrůda záhnědy se nazývá morión.

Skutečný boom ale zažilo barvení drahých kamenů pomocí ionizujícího záření v sedmdesátých letech. Tehdy experimenty odhalily zajímavou skutečnost – z bezbarvého nebo jen lehce namodralého topasu se pomocí radioaktivity a následného nahřívání dá vytvořit sytě modře zbarvený kámen. Dnes se takto zpracovávají topasy po tunách. Postupně byl objeven vliv ionizujícího záření i na jiné druhy drahokamů.

Radioaktivní drahokamy

Zvýraznění barvy drahokamů pomocí radioaktivního záření má ale jeden nepříjemný vedlejší účinek. Kameny se jím někdy samy aktivují - stávají se radioaktivní. Přitom záleží hlavně na druhu radioaktivního záření, kterým byly kameny ošetřeny.

Pro daný účel se hodí jak vysoce energetické elektromagnetické vlny (gama a rentgenové), tak záření, sestávající z částic (například protonů nebo neutronů). Právě druhá varianta je pak zodpovědná za radiokativní drahokamy. Děje se to následujícím způsobem.

Použité částice (protony nebo neutrony) se mohou vklínit do jádra atomu. Změní se tím počet jeho nukleonů. Z dosud stabilnho izotopu daného chemického prvku se tak stává nestabilní izotop, který se může dále rozpadat, podobně, jako se v následujícím schématu rozpadá atom kobaltu-60, který vznikl ozářením stabilního kobaltu neutrony. Drahokam, který obsahuje podobně pozměněná jádra (přitom se nemusí jednat zrovna o kobalt, ten mi posloužil jen jako příklad), se stává radioaktivní.

Schema: stabilní izotop kobaltu- 59 se stává ozářením neutrony nestabilní. Začíná emitovat beta a gama záření, aby se nakonec proměnil na stabilní nikl.

Jsou ozářené kameny nebezpečné?

Odpověď není jednoznačná. Aktivita, kterou kameny získaly ozářením, postupem času vyprchá. Drahokamy ale mohou být radioaktivní ještě i několik let po ošetření. Dříve, než se smí prodat zákazníkům, musí proto do karantény. K prodeji se nabízejí až tehdy,  když jejich aktivita klesne pod 100 Bq/gram. V jednom gramu drahokamu nesmí probíhat více, než 100 radioaktivních rozpadů za vteřinu.

Které drahokamy bývají ozářené?

Vzhledem k vysokým nákladům (zdrojem neutronů bývá jaderný reaktor) je pravděpodobné, že se kvůli ozáření stanou radioaktivní jen velké a dražší kameny, které slibují dostatečný zisk.

Pravděpodobně se s ozářenými drahokamy setkáte jen ve špercích, dovezených z bývalého Sovětského Svazu nebo asijských států.

Jedním z možných kandidátů je beryl. Přírodní barva je nažloutlá nebo narůžovělá. Ozářením získá zlatožlutou, zelenou nebo tmavě modrou barvu. Ozářené beryly jsou spíše exotické, nejsou moc rozšířené.

Původně nažloutlý nebo nahnědlý diamant dostává ozářením modrou,  hnědou, žlutou, červenou, zelenou nebo černou barvu. Použít se dá jak gama záření, tak protony a neutrony. Podobných kamenů se na trhu nachází jen relativně málo.

Křemen bývá naopak ozařován docela často. Průzračný kámen se přitom stává černý nebo hnědý. Za jeho změnu může gama záření.

Bezbarvé, narůžovělé nebo namodralé safíry mění svou barvu na žlutou, oranžovou nebo zelenou. Tyto kameny nejsou příliš rozšířené.

Spodumen se může díky gama nebo rentgenovému záření změnit z růžového kamene na žlutý nebo zelený.

Velice často můžete naopak narazit na topas se změněnou barvou. Beta zářením, gama paprsky nebo neutrony a následným zahříváním se jeho barva mění na modrou, hnědou, žlutou, oranžovou nebo zelenou.

Narůžovělý, nažloutlý nebo nazelenalý turmalín se po ozáření gama paprsky mění na červený, žlutohnědý nebo zelený.

Z bezbarvého zirkonu se stane modrý nebo hnědý kámen. Ten je ale na trhu spíše zřídkavým jevem.

Krásné ale nestabilní

Barvy, kterých lze ozařováním docílit, jsou sice krásné, občas ale bývají nestabilní. K takovým „dočasným krasavcům“ patří modrý beryl, zelený spodumen (dostal název hiddenit) a některé žluté safíry.

Modrá sůl

Výsledkem ozařování nemusí být jen přitažlivé kameny se sytými a zajímavými barvami. Některé barvy minerálů, dosažené ozařováním,  by se na trhu jistě špatně prosazovaly.

Ozářením se z průzračné stolní soli vytvoří modrý minerál.

Dovedete si představit, že si solíte jídlo modrou solí?