隨著時代的發(fā)展，科技的進步，寶石的優(yōu)化處理方法也越來越多，目前主要的優(yōu)化處理方法有熱處理、擴散處理、輻照處理、激光處理、染色處理和鍍膜處理等。為傳播寶石文化，普及珠寶知識，將系列講解寶石的各種優(yōu)化處理方法。希望對廣大愛好者有所幫助，不足之處請諒解。本文重點講解寶石的輻照處理方法及鑒別特征。

輻照處理就是采用輻照源的帶電粒子、中子或Y射線輻照寶石，通過帶電粒子、中子或γ射線與寶石中離子、原子或電子的相互作用，最終在寶石中形成電子-空穴心或離子缺陷心，進而產(chǎn)生顏色或改變顏色。主要分為兩種方式。

一種是帶電粒子與寶石相互作用主要引起核外電子的激發(fā)和電離。當帶電粒子接近寶石原子時就會與原子核外電子發(fā)生靜電作用，而使電子獲得能量，如果電子獲得的能量足夠大，則電子可以從原子中跑出來而使原子電離。被電離的電子仍具有足夠大的動能，還可以進一步引起另一個原子核外的電子的激發(fā)和電離，引起寶石中原子的位移和相應的化學變化。

另外一種是快中子與其原子核發(fā)生碰撞、核反應、俘獲反應等，會產(chǎn)生新的帶電粒子或引起離子位移，這些粒子或離子將引起另外的原子或離子電離或激發(fā)，產(chǎn)生被電離的位移原子。這些被電離的位移原子實際上是重的荷電粒子，它可以引起進一步的電離和原子位移。

輻照源主要有α輻射、β輻射、γ輻射和中子。α輻射是由放射性元素衰變釋放出來的高速飛行的氦原子核，也可以依靠氦離子在回旋加速器中獲得；β輻射產(chǎn)生于原子核衰變或電子加速器；γ輻射來自于原子核能態(tài)的變化，它是一種波長極短的電磁輻射，其速度等于光速的光子束流；中子主要來源有核輻照源、重核裂變、輕核聚變。分為熱中子、慢中子、中能中子和快中子。

色心泛指寶石中能選擇性吸收可見光能量并產(chǎn)生顏色的晶格缺陷。屬典型的結構呈色類型。色心的種類十分復雜，但最常見的為電子心、空穴心和雜質(zhì)離子心。

03-1、電子心

電子心(F心)指寶石晶體結構中由于陰離子空位而引起的缺陷。就整個寶石晶體而言，當陰離子缺位時，空位就成為一個帶正電的電子陷阱，它能捕獲電子。如果一個空位捕獲一個電子，將其束縛于該空位，這種電子呈激發(fā)態(tài)，并選擇性吸收了某種波長的能量而呈色。因此，電子心是由一個陰離子空位和一個受此空位電場束縛的電子組成的。為了維持晶體的電中性，陰離子空位必須捕獲一個負電子，由此產(chǎn)生的色心稱之為電子心(F心)。

若一個陰離子空位捕獲兩個電子時，稱為F心；兩個相鄰的F心稱為F2心；三個相鄰的F心稱為F3心；兩個相鄰的陰離子空位只捕獲一個電子稱為R心。

03-2、空穴心

空穴心(V心)是晶體結構中由于陽離子缺位而引起的色心。從靜電作用考慮，缺少一個陽離子，等于附近增加了一個負電荷，則附近一個陰離子必須成為“空穴”才能保持靜電平衡。因此，空穴心是由一個陽離子空位捕獲一個“空穴”組成的（空穴是指晶格離子中電荷不足；空位是指晶格中離子的缺失）。如煙晶中以類質(zhì)同象形式替代Si??的Al3?雜質(zhì)，在晶格位中形成正電荷不足的位置，為了維持暫時的電中性，Al3?離子周圍必須有相應的正一價陽離子存在。當水晶受到輻照后，與最近鄰的O2?將失去一個多余的電子，而殘留下一個空位，形成空穴心。

輻照處理寶石產(chǎn)生色心的過程較為復雜，往往是多種色心的組合。輻照處理寶石產(chǎn)生的色心。主要有電荷缺陷色心，電荷缺陷色心指寶石晶格點陣上的原子或離子僅在帶電性質(zhì)上發(fā)生變化而形成的色心，而該晶格位上的原子或離子既不增加也不減少。一般來說，當寶石晶體受到輻射時，輻射粒子與晶格位上原子或離子的外層電子發(fā)生相互作用，把輻射能量傳給了電子，電子在吸收一定能量后，就會克服原子或離子的束縛而逃逸出去。從而形成了電荷缺陷色心(空穴心和電子心)。

Ia型淡粉紅色鉆石經(jīng)輻照處理后，可使顏色的飽和度得到加強，并變成紅色或紫紅色；某些透明度低的Ia灰色鉆石經(jīng)中子輻照處理后，可變成漂亮的深藍色。

熱處理是輻照作用的逆行為，它能使輻照作用產(chǎn)生的色心釋放出來，從而破壞輻照產(chǎn)生的色心。色心具有不同的陷阱能級。加熱可以使處于陷阱能級中的電子，越過陷阱能使色心消失。若被捕獲的電子釋放后不能返回原位，又被另一種缺陷中心所捕獲，這時則可形成新的色心，實現(xiàn)色心轉(zhuǎn)型。例如對輻照處理藍綠色鉆石進行高溫退火處理，隨溫度的升高鉆石的顏色從藍綠色→綠黃色→金黃色→淺黃色→原本色(色心漂白)。這種顏色變化序列可以停止于任何一點，得到任一種顏色。

熱處理的目的是使寶石的顏色穩(wěn)固化，這主要是通過消除某種不穩(wěn)定色心，增強另一些色心來改變寶石的顏色。寶石的顏色也隨著加熱溫度的不同而變化。當溫度增加到一定程度時，最終會使寶石的色心全部消失。

06-1、輻照鉆石的鑒別特征

06-1-1、顏色

顏色分布集中，與琢型寶石的形狀有關，與輻照方向有關，靠近輻照源一側的顏色要深的多；天然彩鉆色帶可為直線狀或角狀并與晶面平行。而部分輻照鉆石的顏色不是典型的天然顏色，業(yè)內(nèi)人士可以通過經(jīng)驗識別出輻照處理鉆石。

天然致色的藍色鉆石屬于IIb型，并能導電，而輻照而成的藍色鉆石則不具有導電性。

無色、淺黃色和某些淺藍色藍寶石經(jīng)輻照可產(chǎn)生深黃色或橙黃色藍寶石，粉紅色藍寶石可產(chǎn)生稀少的橙-粉紅色藍寶石。多數(shù)不穩(wěn)定，在太陽光下幾小時或用酒精燈燒一兩分鐘就會退色。可以用“褪色試驗”來確定金色藍寶石顏色的穩(wěn)定性。

輻照處理和可增強或產(chǎn)生粉紅色、黃色、褐色和藍色托帕石的顏色。根據(jù)顏色的強度和深度，大多數(shù)輻照處理的藍色托帕石的顏色在自然界還從沒有發(fā)現(xiàn)，但還沒有任何非破壞性辦法能準確證明藍色托帕石的顏色是否經(jīng)優(yōu)化處理。一些黃色和褐色托帕石，無論是天然或人工致色的，在光的照射下均可能褪色。

輻照處理主要用于產(chǎn)生或加強碧璽的粉紅色至紅色，但在顏色改變的同時經(jīng)常會產(chǎn)生大量裂紋。某些碧璽在經(jīng)過輻照處理后產(chǎn)生黃色、橙色。有時輻照也能產(chǎn)生紅和綠雙色碧璽。

幾乎所有水晶均可通過輻照形成煙色。先對無色水晶進行輻照使其變?yōu)樯钭厣?，黑色，再?jīng)熱處理減色，以形成所需的顏色。不易測定。

姓 名：王建泉

資 質(zhì)：珠寶鑒定師、鉆石分級師 、NGTC寶石學家。

執(zhí)業(yè)資格：人社部中級貴金屬首飾與寶玉石檢測員。

社會職務：中國收藏家協(xié)會 會員。黑龍江省遼金文化博物館 研究員。哈爾濱商業(yè)大學管理學院 寶石與材料工藝學 客座教授。

研究方向：中國玉文化進程與古玉材質(zhì)溯源。

注：部分文字和圖片來源于《輻照技術及其應用》、《寶石的優(yōu)化與處理》和《系統(tǒng)寶石學》以及網(wǎng)絡軟文等。歡迎廣大玉友提出寶貴意見。如轉(zhuǎn)載需標注來源。