Are Irradiated Gemstones Dangerous?

Verwerken...

Out of all of the gemstone treatments currently on the market, there is one treatment that always raises questions. That treatment is irradiation.

When the word “irradiation” is whispered, the first thing that springs to mind is: is it safe? Good news: yes it is. We will explore why gemstones are irradiated and what the NRC (Nuclear Regulatory Commission) does to ensure your safety.

The gemstone that has caused the most much discussion is blue topaz. Since the 1980s, this gemstone has routinely undergone irradiation to give it the blue color we all know and love. There are two methods for irradiating blue topaz, and they both involve types of nuclear reactors.

The first method is to use a stream of electrons to induce the color. The second method is to use a stream of neutrons.

While the electron method produces topaz that does not pose a hazard to humans, topaz treated with the neutron method can continue to emit radiation for years. After extensive research from various bodies including the NRC, rigorous checks have been put in place to ensure all neutron-irradiated blue topaz that comes to market is safe to handle.

What Gemstones Are Commonly Irradiated?

The list below gives examples of the gemstone colors that can be achieved with irradiation. This is not a complete list and other color variations are available.

Topaz: Colorless before treatment. Blue after treatment.
Diamond: Colorless to Green / Blue
Pearls: Light color to Gray-Blue
Quartz: Colorless / Yellow / Pale Green to Brown / Amethyst / Smoky / Rose
Tourmaline: Colorless to Yellow / Brown / Pink / Red

Irradiation Processes

There are three main ways to irradiate gemstones. Each method uses a different facility and can have different effects on gemstones.

Neutron Bombardment – Use of a nuclear reactor
Electron (Beta) Bombardment – Use of an accelerator
Gamma Radiation – Use of a cobalt-60 facility (these facilities are commonly used to sterilize medical equipment)

The irradiation process can be thought of in terms of balls. The neutron method fires large tennis balls at the subject to induce the color. The electron method uses tiny balls to fire at the subject. Gamma radiation uses microscopic balls with huge amounts of energy to induce color.

Does Irradiation Make The Gemstone Radioactive?

The longer a gemstone is exposed to irradiation the more chance of the stone becoming radioactive. The reason why gemstones become radioactive is if impurities within the gemstone become active. Stones treated with either electron or neutron irradiation will remain radiaoactive for a period of time. Stones treated with gamma radiation will not become radiactive.

For stone treated with electron irradiation the radiation level of the material that comes out of the reactor is generally deemed safe to handle by the NRC. Even still there are strict guidelines in place to ensure that the Topaz is set aside for a number of months. Remember that radiation decays over time so if the stones are safe to handle straight out of the reactor they are safe to handle once they come to market.

Neutron radiation takes a longer period to become safe. According to the NRC the average time for freshly neutron irradiated Topas to become safe is 12 – 24 months.

How Much Radiation Will I Be Exposed To?

Radiation is everywhere. It is a natural part of life and we actually can’t live without it. Let's do some quick comparisons. Radiation is measured by millirem or Radiation Absorbance Dose.

A 6-carat topaz worn for a year (assuming the radiation level is at the maximum the NRC deems safe) = 0.03 millirem

Now, let's compare that to some other common things, all based on 1-year exposure.

Porcelain Crown or False Teeth = 0.07 millirem (2.3x that of Topaz)
Chest X-ray = 10 millirem (333x that of Topaz)
Food and Water (yes, even these have natural radiation) = 30 millirem (1,000x that of Topaz)
Trans Atlantic Flight = 2.5 millirem (83x that of Topaz)
Watching TV = 1 millirem (33x that of Topaz)

How Does Irradiation Cause Color?

This is a very complex subject, so let's break it down with some examples. We'll explain the two ways gemstones get their color: chromophores (impurities) and color centers (defects).

Chromophores

Chromophores are impurities in minerals that cause color.

Take sapphire for example. Pure sapphire is clear. Add in titanium as an impurity and it turns blue. Add in iron, it turns yellow. Add chromium, it turns pink. Add iron and chromium, you get orange/pink (padparadscha).

This is the most common way gems get their color. So, if you want to enhance a sapphire, you can diffuse titanium to it (through surface diffusion) and create a bluer stone.

Color Centers (Defects)

Now, let's look at diamonds. All diamonds are pure carbon. So, how do they have pink diamonds, yellow diamonds, and red diamonds? The answer: a color center. This is a defect in the crystal structure of the gem, and this defect causes color.

If you take kunzite, topaz, hiddenite, or diamond and try to cause a defect in the crystal lattice, you will induce a color.

How do you cause a defect? You smash the atoms inside the crystal. This is where the electron radiation and neutron radiation come in. You literally smash the gem with radiation to cause a defect that induces color.

Is The Color Permanent?

These defects can be fixed by applying energy to the gem. In the case of kunzite, this energy is in the form of UV radiation from the sun. The energy from the sun repairs the crystal structure and removes the pink color from the gem.

You will see plenty of hiddenite in the market that has been irradiated. It has a color center induced, causing the green color. This color is sensitive to sunlight just like kunzite.

However, the color in topaz and tourmaline, for example, is stable. The process for creating the blue color in topaz involves irradiating the gemstone, then heating it. This heating process actually stabilizes the color, creating a gem that will not fade or deteriorate over time.

Some of the brown topaz you will see is the result of electron radiation. If this topaz is heated, it will turn blue and stabilise the color. However, a few years ago someone decided they would Irradiate topaz. But, when it turned brown with an orange tinge, they decided not to heat it to turn it blue but sell it as Imperial Topaz. Sites like Gem Rock Auctions do not allow these types of stones to be sold as Imperial Topaz.

Now that you know how safe irradiated gemstones are, it is time to decide if you really want to wear those false teeth. After all, would you rather have a set of false teeth or twice the number of topaz gemstones?

Shop For Gemstones

Diamond

Pearls

Topaz

Tourmaline

Van alle edelsteenbehandelingen die momenteel op de markt zijn, is er één behandeling die altijd vragen oproept. Die behandeling is bestraling. Wanneer de woorden "bestraling" worden gefluisterd, is het eerste dat opkomt "is het veilig"? Het goede nieuws is ja, dat is het. We zullen onderzoeken waarom edelstenen worden doorstraald en wat de NRC (Nuclear Regulatory Commission) doet om uw veiligheid te garanderen.

De edelsteen die zoveel discussie heeft veroorzaakt, is blauwe Topaz . Sinds de jaren 80 heeft deze edelsteen routine ondergaan om het de blauwe kleur te geven die we allemaal kennen en waarderen. Er zijn twee methoden om Blue Topaz te bestralen. Beide hebben betrekking op typen kernreactoren. De eerste is om een stroom van elektronen te gebruiken om de kleur te induceren, de andere is om een stroom van neutronen te gebruiken. Hoewel de elektronenmethode Topaz produceert die geen gevaar voor de mens oplevert, kan de neutron Topaz jarenlang straling blijven uitstralen. Na uitgebreid onderzoek door verschillende instanties, waaronder de NRC, zijn rigoureuze controles uitgevoerd om ervoor te zorgen dat alle met neutronen bestraalde blauwe Topaas die op de markt wordt gebracht, veilig is om te gebruiken.

Welke edelstenen worden vaak bestraald?

De onderstaande lijst geeft een voorbeeld van de kleuren die kunnen worden bereikt met bestraling. Dit is geen volledige lijst en er zijn andere kleurvariaties beschikbaar.

Topaz (kleurloos voor behandeling, blauw na behandeling)
Diamant (van kleur naar groen / blauw)
Parels (lichtkleur tot grijs-blauw)
Quartz (kleurloos / geel / lichtgroen tot bruin / amethist / Smokey / Rose)
Toermalijn (kleurloos tot geel / bruin / roze / rood)

Bestralingsprocessen

Er zijn drie manieren om edelstenen te bestralen. Elke methode gebruikt een andere faciliteit en kan verschillende effecten op edelstenen hebben.

Neutronenbombardement - Gebruik van een kernreactor
Electron (Beta) Bombardment - Gebruik van een gaspedaal
Gammastraling - Gebruik van een kobalt-60-faciliteit (deze faciliteiten worden vaak gebruikt om medische apparatuur te steriliseren)

Het bestralingsproces kan als ballen worden beschouwd. De neutronenmethode vuurt grote tennisballen af op het onderwerp en induceert de kleur. De elektronenmethode gebruikt kleine ballen om op het onderwerp te schieten. Gammastraling gebruikt microscopische ballen met enorme hoeveelheden energie om de kleur te induceren.

Maakt Bestraling de edelsteen radioactief?

Hoe langer een edelsteen wordt blootgesteld aan bestraling, hoe groter de kans dat de steen radioactief wordt. De reden waarom edelstenen radioactief worden is als onzuiverheden in de edelsteen actief worden. Stenen behandeld met elektronen- of neutronenbestraling blijven gedurende een bepaalde periode radiaactief. Stenen behandeld met gammastraling worden niet radia- tief.

Voor steen behandeld met elektronenbestraling wordt het stralingsniveau van het materiaal dat uit de reactor komt in het algemeen als veilig beschouwd om door de NRC te worden gehanteerd. Zelfs nog zijn er strikte richtlijnen om ervoor te zorgen dat de Topaz een aantal maanden opzij wordt gezet. Vergeet niet dat straling na verloop van tijd vervalt, dus als de stenen veilig zijn om rechtstreeks uit de reactor te verwerken, zijn ze veilig te hanteren zodra ze op de markt komen.

Neutronenstraling duurt langer om veilig te worden. Volgens de NRC is de gemiddelde tijd voor vers neutron bestraalde Topas om veilig te worden 12 - 24 maanden.

Op hoeveel straling zal ik worden blootgesteld?

Straling is overal. Het is een natuurlijk onderdeel van het leven en we kunnen het feitelijk niet zonder. Laten we een paar snelle vergelijkingen doen. Straling wordt gemeten met millirium of stralingsabsorptiedosis.

Een 6ct Topaz die een jaar wordt gedragen (ervan uitgaande dat het stralingsniveau maximaal is dat de NRC als veilig beschouwt) = 0,03 millerium

Laten we een ander veelvoorkomend ding vergelijken (alles op basis van 1 jaar blootstelling)

Porseleinkroon of valse tanden = 0,07 millerium (2,3x die van Topaz)
Borströntgenfoto = 10 millerium (333x die van Topaz)
Voedsel en water (ja zelfs dat heeft natuurlijke straling) = 30 millerium (1,000x die van Topaz)
Trans Atlantic Flight = 2,5 millerium (83x die van Topaz)
Tv kijken = 1 millerium (33x dat van Topaz)

Hoe veroorzaakt doorstraling kleur?

Het is duidelijk dat dit een zeer complex onderwerp is, maar laat het proberen uit te leggen. Ik zal de twee manieren uitleggen waarop edelstenen hun kleur krijgen. Chromoforen (onzuiverheden) en kleurcentra (defecten). Daar gaan we

Chromofoor. Dit is wanneer een mineraal onzuiverheden heeft die kleur veroorzaken. Neem Sapphire bijvoorbeeld. Pure Sapphire is duidelijk. Voeg titanium toe als een onzuiverheid en het wordt blauw. Add in Iron het wordt geel. Voeg Chromium toe, het wordt roze. Voeg ijzer en chroom toe en je krijgt oranje / roze (padparascha). Dit is de meest voorkomende manier waarop edelstenen hun kleur krijgen. Dus als je een saffier wilt verbeteren, kun je Titanium naar de saffier verspreiden en een blauwere steen creëren (oppervlaktediffusie).

Laten we nu kijken naar Diamond. Alle diamanten zijn pure koolstof. Dus hoe hebben ze roze diamanten , gele diamanten en rode diamanten ? Het antwoord. Een kleurencentrum. Dit is een defect in de kristalstructuur van de edelsteen. Dit defect veroorzaakt kleur.

Dus als je Kunzite, Topaz, Hiddenite, Diamond neemt en probeert een defect in het kristalrooster op te wekken, zal je kleur veroorzaken.

Hoe veroorzaak je een defect? Je verplettert de atomen in het kristal met iets. Hier komen de elektronenstraling en neutronenstraling binnen. Je verplettert letterlijk de edelsteen met straling om een defect te veroorzaken dat kleur veroorzaakt.

Is de kleur permanent?

Deze defecten kunnen worden opgelost door energie toe te passen op het juweel. In het geval van Kunzite heeft deze energie de vorm van UV-straling van de zon. De energie van de zon herstelt de kristalstructuur en verwijdert de roze kleur van de edelsteen.

Je ziet veel bestraalde Hiddenite in de markt die is bestraald. Het heeft een kleurcentrum dat de groene kleur veroorzaakt. Deze kleur is net als Kunzite gevoelig voor zonlicht.

De kleur in bijvoorbeeld Topaz en Tourmaline is stabiel. Het proces voor het maken van de blauwe kleur in Topaz omvat het bestralen van de edelsteen en deze vervolgens verwarmen. Dit verhittingsproces stabiliseert de kleur en creëert een edelsteen die na verloop van tijd niet zal vervagen of verslechteren.

Een deel van de bruine Topaas die je ziet is het resultaat van elektronenstraling van Topaz. Als deze Topaz wordt verwarmd, wordt deze blauw en stabiliseert de kleur. Een paar jaar geleden besloot iemand dat ze Topaz zouden bestralen, maar toen het bruin werd met een oranje tint, besloten ze het niet te verwarmen en blauw te kleuren, maar het te verkopen als keizerlijke Topaas. Sites zoals Gem Rock Auctions staan niet toe dat dit soort stenen worden verkocht als Imperial Topaz.

Nu je weet hoe veilig bestraalde edelstenen zijn, is het tijd om te beslissen of je die valse tanden echt wilt dragen. Je zou immers liever een aantal valse tanden hebben of twee keer zoveel Topaz-edelstenen.