DE2934944C2 - Verfahren zur Farbänderung von Mineralien - Google Patents

Verfahren zur Farbänderung von Mineralien

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DE2934944C2 DE19792934944 DE2934944A DE2934944C2 DE 2934944 C2 DE2934944 C2 DE 2934944C2 DE 19792934944 DE19792934944 DE 19792934944 DE 2934944 A DE2934944 A DE 2934944A DE 2934944 C2 DE2934944 C2 DE 2934944C2
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    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
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    • C03C2205/00—Compositions applicable for the manufacture of vitreous enamels or glazes

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbänderung von in der Schmuckwarenproduktion verwendeten Mineralien und Erzeugnissen auf deren Basis durch Behandlung der Mineralien in einem Reaktor mittels einer Neutronen- und einer begleitenden Gammastrahlung.
Die Erfindung kann für die Zwecke einer Farbänderung sowohl bei farblosen als auch bei keine besonders wertvollen Farben, Farbschattierungen und -Intensitäten aufweisenden Mineralien in der Schmuckwarenproduktion Anwendung finden.
Es bestehen Färbeverfahren für Mineralien auf Grund der Einwirkung von ionisierenden und Korpuskularstrahlungen.
Es ist ein Verfahren zur Farbänderung von Mineralien durch eine Gammastrahlung (K. Nassau »The origins of colour in gems and minerals«, Gems and Geneology, Vol. 15,Nr. I1S. 2bis 11,1975)bekannt.
Das bekannte Verfahren besteht in einer Färbung von Mineralien durch eine Gammastrahlung mit Gesamtdosen von IO5 bis 10· Röntgen. In diesem Verfahren werden verhältnismäßig schwache Arten ionisierender Strahlungen benutzt, was es gestattet, nur die in den Mineralien vorhandenen potentiellen Farbzentren zu entwickeln.
Es ist auch ein Verfahren zur Farbänderung von Mineralien durch eine Elektronenstrahlung (GB-PS 7 43 584) bekannt.
In diesem Verfahren ist es unmöglich, eine licht- und wärmefeste Färbung zu bekommen.
In diesem Verfahren werden auch verhältnismäßig schwache Arten ionisierender Strahlungen benutzt, was es gestattet, nur die in den Mineralien vorhandenen potpntiellen Farbzentren zu entwickeln. In einer Reihe von Mineralien entstehen aber die notwendigen Farbzentren nur unter Einwirken solcher starker Strahlungsarten, wie zum Beispiel einer Neutronenoder eine Reaktorstrahlung die eine Neutronen- und eine begleitende Gammastrahlung ist.
Es ist ein Verfahren zur Farbänderung von Mineralien, speziell von Diamanten (US-PS 29 45 793) bekannt, darin bestehend, daß die Mineralien einer Behandlung im Reaktor durch eine Neutronen- und eine begleitende Gammastrahlung ausgesetzt werden.
Im bekannten Verfahren wird ein Fluß von Neutronen mit einer Energie von 0,005 bis 0,01 MeV und Gesamtdosen von über I · 10'· Neutronen/cm2 benutzt, was einerseits es nicht gestattet, eine wärme- und lichtfeste Färbung der Mineralien zu bekommen, während andererseits in den zu verarbeitenden Proben eine beträchtliche Radioaktivität hervorgerufen wird, was deren Dauerkonservierung nach der Behandlung erforderlich oder deren weitere Anwendung unmöglich macht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Farbänderung von in der Schmuckwarenproduktion verwendeten Mineralien und Erzeugnissen
ίο auf deren Basis zu schaffen, wo die Wahl der Bearbeitungsverfahren es gestattet in der Schmuckwarenproduktion besonders hoch geschätzte licht- und wärmefeste Farben, Farbschattierungen und -Intensitäten bei einer durch die Bestrahlung hervorgerufenen minimalen Radioaktivität zu erhalten.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Bestrahlung unter Ausnutzung schneller Neutronen mit einer Energie nicht unter 0,5 MeV bei Gesantdosen von 5 · 1015 bis 1 · 1018 Neutronen/cm2 und durch die Gammastrahlung mit Gesamtdosen von 5 · 1016 bis 1 · ΙΟ9 Röntgen bei einer Temperatur unterhalb bzw. nicht über 3000C durchgeführt wird.
Die Erfindung erlaubt es, die Schmuck- und Dekorationseigenschaften der in der Schmuckwarenproduktion verwendeten Mineralien und Erzeugnisse auf deren Basis zu verbessern und folglich auch deren» kommerziellen Wert zu erhöhen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Farbänderung von in der Schmuckwarenproduktion verwendeten Mineralien und Erzeugnissen auf deren Basis besteht in folgendem.
Die zu verarbeitenden Mineralien werden in den Kanal eines Reaktors mit schnellen Neutronen gebracht und einer Bestrahlung durch ein Bündel schneller Neutronen mit einer Energie nicht unter 04 MeV bei Gesamtdosen von 5 ■ ΙΟ15 bis I · IO18 Neutronen/cm2 und durch eine begleitende Gammastrahlung mit Gesamtdosen von 5 · IO6 bis 1 - IO9 Röntgen unterzogen. Die im Spektrum der Reaktorstrahlung anwesenden Thermoneutronen werden mit Hilfe von beispielsweise Kadmiumfolie gefiltert. Die Temperatur der Proben wird nicht über 3000C gehalten.
Im Ergebnis gelingt es, solche Abarten der Färbungen zu erhalten, die unter Einwirken der anderen Strahlungsarten und ohne eine sekundäre Radioaktivität nicht zu schaffen sind.
Dieses Verfahren ist am wirksamsten für Mineralien, deren Farbzentren überwiegend bei einer gemeinsamen Einwirkung eines Flusses schneller Neutronen und einer begleitenden Gammastrahlung gebürlet werden.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Geschliffene Erzeugnisse aus schwach gefärbten Kristallen von Chrysolith waren einer Behandlung im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 280° C unterzogen.
Hierbei wird mit schnellen Neutronen bei einer üesamtdosis von 5 ■ 10" Neutronen/cm2 und mit einer begleitenden Gammastrahlung bei einer Gesamtdosis von 5 · 106 Röntgen gearbeitet. Als Filter für thermische Neutronen mit einer Energie unterhalb von 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie benutzt. Es wurden in der Schmuckwarenproduktion mehr geschätzte grünbraun gefärbte Erzeugnisse hergestellt. Die erhaltene Färbung
erwies sich als licht- (ultraviolett-) und wärmefest (bis 400"C), Die sekundäre Radioaktivität war nach zwei Wochen nahe dem Pegel der Untergrundstrahlung.
Beispiel 2
Geschliffene Erzeugnisse aus schwach gefärbten Kristallen von Chrysolith waren einer Behandlung im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 2800C ausgesetzt, wobei mit schnellen Neutronen bei einer Gesamtdosis von 1 · 10" Neutronen/cm2 und mit einer begleitenden Gammastrahlung bei einer Gesamtdosis von 1 · 10* gearbeitet wurde. Als Filter für thermische Neutronen mit einer Energie unterhalb von 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie eingesetzt Es wurden in der Schmuckwarenproduktion mehr geschätzte (intensiver als im Beispiel 1) grünbraun gefärbte Erzeugnisse hergestellt Die erhaltene Färbung erwies sich als licht-(ultraviolett-) und wärmefest (bis 400° C). Die sekundäre Radioaktivität v*ar nach drei Wochen nahe dem Pegel der Untergrandstrahlung.
Beispiel 3
25
Geschliffene Erzeugnisse aus schwach gefärbten Kristallen von Chrysolith waren einer Behandlung im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 2800C unterzogen, wobei mit schnellen Neutronen bei einer Gesamtdosis von 1 · 1018 Neutronen/cm2 und mit einer begleitenden Gammastrahlung bei einer Gesamtdosis von 1 · IO9 Röp'gen gearbeitet wurde. Als Filter für Thermoneutronen mit einer Energie von unter 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie eingesetzt Es wurden in der Schmuckwarenproduktion melir geschätzte gelbbraun gefärbte Erzeugnisse gefertigt Die erhaltene Färbung erwies sich als licht-(ultraviolett-) und wärmefest (bis 400° C). Die sekundäre Radioaktivität war nach vier Wochen nahe dem Pegel der Untergrundstrahlung.
40
Beispiel 4
Geschliffene Erzeugnisse aus Kristallen von schwach gefärbten Beryllen wurden einer Behandlung im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 2800C ausgesetzt, wobei mit schnellen Neutronen bei einer Gesamtdosis von 6 · 10" Neutronen/cm2 und mit einer begleitenden Gammastrahlung bei einer Gesamtdosis von 6 · 10* Röntgen gearbeitet wurde. Als Filter für Thermoneutronen mit einer Energie von unter 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie benutzt. Es wurden in der Schmuckwarenproduktion mehr geschätzte, in Grüngelb nahe der ähnlichen Färbungen von Naturberyllen gefärbte Erzeugnisse hergestellt. Die erhaltene Färbung erwies sich als licht- (ultraviolett-) und wärmefest (bis zu 350"C). Die sekundäre Radioaktivität übertrifft zwei Wochen nach der Bestrahlung die Untergrundstrahlung lediglich um 40%.
Beispiel 5
Geschliffene Erzeugnisse aus Kristallen von schwach gefärbten Beryllen wurden einer Behandlung im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 1500C durch einen Fluß schneller Neutronen mit einer Gesamtdosis von 1 · 10" Neutronen/cm2 und durch eine begleitende Gammastrahlung mit einer Gesamtdosis von 1 · 10° Röntgen ausgesetzt. Als Filter für Thermoneutronen mit
60 einer Energie unterhalb von 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie gewonnen. Es wurden in der Schmuckwarenproduktion mehr geschätzte, in ein intensives, mit dem Heliodortyp angehörenden Nalurberyllen identisches Gelb gefärbte Erzeugnisse hergestellt Die erhaltene Färbung erwies sich als licht- (ultraviolett-) und wärmefest (bis zu 3500C). Die sekundäre Radioaktivität übertrifft die Untergrundstrahlung nach Ablauf von vier Wochen lediglich um 30%.
Beispiel 6
Geschliffene Erzeugnisse aus Kristallen von schwach gefärbten Beryllen wurden einer Behandlung im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 1500C durch "inen Fluß schneller Neutronen mit einer Gesamtstrahlung von 5 · 1017 Neutronen/cm2 und durch eine begleitende Gammastrahlung mit einer Gesamtdosis von 5 · 108 Röntgen unterzogen. Als Filter für Thermoneutronen mit einer Energie unterhalb von 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie eingesetzt Es wurden in der Schmuckwnrenproduktion mehr geschätzte gelb gefärbte Erzeugnisse hergestellt Die erhaltene Färbung erwies sich als licht- (ultraviolett-) und wärmefest (bis zu 3500C). Die sekundäre Radioaktivität übersteigt die Untergrundstrahlung drei Wochen nach der Bestrahlung nur um 40%.
Beispiel 7
Ein farbloser Phenakitkristall wurde im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 1800C durch einen Fluß schneller Neutronen mit einer Gesamtdosis von 1 · 1017 Neutronen/cm2 und durch eine begleitende Gammastrahlung mit einer Gesamtdosis von 1 · 1018 Röntgen behandelt. Als Filter für Thermoneutronen mit einer Energie unterhalb von 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie eingesetzt. Es wurde ein in der Schmuckwarenproduktion höher geschätzter hellgelb gefärbter Kristall erzeugt. Die Färbung erwies sich al- licht- (ultraviolett-) und wärmefest (bis zu 300° C). Die sekundäre Radioaktivität übertrifft die Hintergrundstrahlung zwei Wochen nach der Bestrahlung lediglich um 40%.
Beispiel 8
Ein farbloser Phenakitkristall wurde im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 180°C durch einen Fluß schneller Neutronen mit einer Gesamtdosis von 1 · IO18 Neutronen/cm2 und durch eine begleitende Gammastrahlung mit einer Gesamtdosis von 1-10° Röntgen behandelt. Als Filter für Thermoneutronen mit einer Energie unter 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie eingesetzt. Es wurde ein in der Schmuckwarenindustrie mehr geschätzter, gelbbraun gefärbter Kristall erzeugt. Die Färbung erwies sich als licht- (ultraviolett-) und wärmefest (bis zu 300°C). Die sekundäre Radioaktivität übersteigt vier Wochen nach der Bestrahlung die Untergrundstrahlung lediglich um 50%.
Beispiel 9
Ein farbloser Phenakitkristall wurde im Reaktorkanal bei einer Temperatur von 180"C durch einen Fluß schneller Neutronen mit einer Gesamtdosis von 7 · IO15 Neutronen/cm2 und durch eine begleitende Gammastrahlung mit einer Gesamtdosis von 7 10* Röntgen behandelt. Als Filter für thermische Neutronen mit einer
Energie unterhalb von 0,5 MeV wurde Kadmiumfolie gewonnen. Es wurde ein in der Schmuckwarenproduktion höher geschätzter (weniger intensiv als im Beispiel 7), in Hellgelb gefärbter Kristall erhalten. Die Färbung erwies sich als licht- (ultraviolett-) und wärmefest (bis 300DC). Die sekundäre Radioaktivität war zwei Wochen nach der Bestrahlung nahe dem Pegel der Untergrundstrahlung.
Die vorliegende Erfindung gestattet es also, licht- und wärmsfeste Färbungen erforderlicher Farbe und 'ntensität bei einer minimalen, durch die Bestrahlung hervorgerufenen Radioaktivität zu erhalten.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Farbänderung von in der Schmuckwarenproduktion verwendeten Mineralien und Erzeugnissen auf deren Basis durch Behandlung der Mineralien in einem Reaktor mittels einer Neutronen- und einer begleitenden Gammastrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung unter Ausnutzung schneller Neutronen mit einer Energie nicht unter 0,5 MeV bei Gesamtdosen von5 · 10I5bisl · 10'8 Neutronen/cm2 und durch die Gammastrahlung mit Gesamtdosen von 5 · 106 bis 1 · 109 Röntgen bei einer Temperatur unterhalb bzw. von nicht über 300" C durchgeführt wird.
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