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Radioaktive Edelsteine

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Die Liste der durch künstliche Bestrahlung radioaktiv gewordenen Edelsteine ist erfreulich kurz geworden. Ende des letzten Jahrhunderts wurde mit dem Bekanntwerden von radioaktiven Chrysoberyll-Katzenaugen (1997) und Rubinen (1998), die ausschließlich auf den asiatischen Märkten erhältlich waren, ein vorläufiger Höhepunkt erreicht. Beide künstlich behandelten Steinsorten sind bald nach dem Bekannt werden wieder in der Versenkung verschwunden.

Übrig bleiben eine Handvoll Schmuck- und Edelsteine, die selbst aktiv strahlen. Wie gefährlich sind solche Steine? Und wie wahrscheinlich ist es, daß wir damit konfrontiert werden?

Schon Anfang dieses Jahrhunderts hatte man durch die systematische Erforschung der Farbursachen bei Mineralien herausgefunden, daß manche ihre intensiven Farben dem Einfluss von natürlicher Strahlung verdanken. Rauchquarz und Amethyst, violetter Fluorit, blaues Salz, gelbe Saphire und grüne Diamanten, sie alle erhalten ihre Farbe durch die Einwirkung von natürlicher Radioaktivitätdes sie umgebenden Gesteins, in selten Fällen auch durch Höhenstrahlung. Erste Experimente, diese Prozesse künstlich nachzuahmen waren vielversprechend.

Bereits in den fünfziger Jahren wurden künstlich bestrahlte Rauchquarze hergestellt, die jedoch noch keine kommerzielle Bedeutung erlangten. Der Durchbruch kam Anfang der 70er Jahre mit der Entdeckung, dass farbloser Topas durch Bestrahlung und anschließendem Erhitzen intensiv blaue Farbtöne hervorbringen konnte. Inzwischen werden pro Jahr mehrere Tonnen Topas bestrahlt und verarbeitet.

Reststrahlung

Die Bestrahlungsarten, denen Edelsteine ausgesetzt werden, reichen von energiereicher elektromagnetischer Strahlung (Beta-, Gamma- oder Röntgen-Strahlung) bis hin zur Bombardierung mit Elementarteilchen (Neutronen, Protonen). Nur bei dieser letztgenannten Bombardierung können als Nebenprodukt Elemente entstehen, die zu einer merklichen Radioaktivität des Steines führen. Diese Reststrahlung kann auch beim schon erwähnten Blautopas auftreten, wenn er mit Neutronen beschossen wird. Er kann nach der Behandlung noch mehrere Jahre lang eine meßbare Radioaktivität aufweisen. Deshalb muss er erst einmal in Quarantäne, bis seine Radioaktivität auf die gesetzlich festgelegten Grenzwerte (siehe unten) abgeklungen ist. Auch bei grünen und schwarzen Diamanten kann eine messbare Radioaktivität zurückbleiben, wenn einschlussreiches Ausgangsmaterial verwendet wurde.

Strahlenbelastung und Grenzwerte

Radioaktive Edelsteine und solche, die durch künstliche Bestrahlung aktiviert wurden, dürfen nur dann an Personen weitergegeben werden, wenn ihre spezifische Aktivität 100 Bq pro Gramm nicht überschreitet.

Im Vergleich dazu liegen die gültigen Grenzwerte in Asien bei 74 Bq/gr, in den USA bei 37 Bq/gr. Die 1997 in Südostasien aufgetauchten Chrysoberyll-Katzenaugen zeigten eine Aktivität von 2000 Bq/gr. Vergleichbare Werte von anderen Edelsteinen liegen nicht vor.

Der Umgang mit radioaktiven Edelsteinen (Lagerung, Be- und Verarbeitung) ist genehmigungspflichtig, wenn die spezifische Aktivität des Steins 0,5 Bq/gr überschreitet.

 

Künstliche Farbveränderung durch Bestrahlen

MineralNaturfarbeBestrahlungsfarbeBestrahlungsartVerbreitung
Beryllblassgelb
blassrosa
goldgelb, grün
dunkelblau* [R]
?selten (-)
Diamantgelblich, bräunlichblau, braun, gelb, rot,
grün [R], schwarz [R]
Gamma, Neutronen, Protonenmäßig (+)
Quarzfarblosrauchbraun,schwarzGammahäufig (+++)
Saphir

farblos, rosa
blaßgrün

gelb*, orange*
grün

?selten (-)
Spodumenrosagelb*, grün*Gamma, Röntgenselten (-)
Topasfarblosblau [R], braun [R],
gelb, orange, grün
Beta, Gamma,
Neutronen
häufig (+++)
Turmalinrosa
blassgelb
blassgrün

rot
gelbbraun
grün

Gammamäßig (+)
Zirkonfarblosblau, braun

?

selten (-)

*Farbe instabil       [R] Radioaktivität möglich

 

Deklarationsbestimmungen

In jedem Kaufhauskatalog findet man Schmuckstücke mit blauem Topas. Die übliche Bezeichnung lautet dort: "Blautopas, behandelt" und behandelt meint in diesem Falle: bestrahlt und erhitzt.

Nach der deutschen Rechtsprechung müssen bestrahlte Steine ausnahmslos als "bestrahlt" oder "behandelt" deklariert werden. Dies gilt für alle geschäftlichen Dokumente, Rechnungen, Werbeprospekte, Beschriftungen auf Börsen usw.

Diese gesetzlichen Bestimmungen werden aber in vielen Fällen einfach ignoriert. Bei einer 1998 durchgeführten Marktanalyse des Instituts für Edelstein Prüfung auf einer großen Fachmesse, wurden unter knapp 40 Anbietern von Blautopasen nur zwei gefunden, deren Ware im Sinne der gesetzlichen Bestimmungen deklariert war. Alle anderen gaben erst nach ausdrücklichem Nachfragen zu, daß ihre Topase bestrahlt waren.

Wie groß ist das Risiko mit radioaktivem Material konfrontiert zu werden?

Bisher wurden am Institut für Edelstein Prüfung noch keine Steine vorgelegt, die eine messbare Radioaktivität aufwiesen, geschweige denn die oben genannten Grenzwerte überschritten hätten.

Bei den meisten durch künstliche Bestrahlung radioaktiv gewordenen Edelsteinen ist eine weite Verbreitung nicht zu erwarten. Setzt man einmal den Bestrahlungsaufwand in Relation zum erzielbaren Resultat, so wird unter dem Gesichtspunkt der Rentabilität schnell klar, daß nur diejenigen Minerale eine kommerzielle Chance haben, die folgende Bedingungen erfüllen:

1. Die Farbe sollte stabil sein. Bei blauem Beryll (Maxixe Typ), grünem Spodumen (Hiddenit) und z.T. gelbem Saphir ist das nicht der Fall.

2. Die Bestrahlungskosten sollten niedriger sein, als der zu erwartende Verkaufserlös. Gamma- oder Röntgenstrahlen sind leicht verfügbar und preisgünstig, ein Bestrahlung mit Neutronen- oder Protonen erfordert jedoch ein Atomkraftwerk und ist deshalb relativ teuer. Deshalb werden nur Steine behandelt, die auch einen entsprechenden Marktwert erzielen.

3. Die natürliche Verfügbarkeit sollte gering und/oder die Nachfrage groß sein. Das ist wohl der Grund weshalb z.B. künstlich bestrahltes blaues Salz noch nicht auf dem Markt aufgetaucht ist, denn es gibt genug davon aus natürlichen Quellen.

Fazit: Die oben genannten Bedingungen erfüllen im wesentlichen nur vier Minerale: blauer Topas, farbiger Diamant, roter Turmalin und Rauchquarz und unter diesen zählen nur die ersten beiden zu den potentiell radioaktiven Edelsteinen.

Natürliche radioaktive Minerale

Ergänzt werden müssen jedoch noch diejenigen Edel- und Schmucksteine, die von Natur aus radioaktiv sind oder sein können.

MineralFarbeStrahlenquelle
Ekanitgrün, hellbraunThorium
MonazitgelbbraunThorium
ZirkongrünUran, Thorium

Monazit und Ekanit zählen zu den Raritäten unter den Edelsteinen. Mit ihnen werdenSie wohl nur selten in Berührung kommen. Grüner Zirkon jedoch kann so viele radioaktive Einschlüsse enthalten, dass sogar seine Kristallstruktur zerstört wird.


Glossar:

Beta-Strahlung: energiereiche Elektronenstrahlung, die z. B. in Linearbeschleunigern erzeugt wird.

Gamma-Strahlung: sehr kurzwellige und energiereiche elektromagnetische Strahlung, wie sie z.B. von den radioaktiven 60Kobalt- oder 137Caesium-Isotopen ausgeht. Sie wird vor allem zum Sterilisieren von Lebensmitteln und medizinischen Geräten benutzt.

 


Autor: Dipl.-Min. B. Bruder

© INSTITUT FÜR EDELSTEIN PRÜFUNG (EPI)

 

 

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