Kim cương màu chiếu xạ là viên kim cương được bắn chùm hạt năng lượng cao để tạo khuyết tật trong mạng tinh thể, thường kèm nung sau đó, nhằm tạo màu lục, lam, vàng, cam, hồng hay đỏ; dấu hiệu nghi vấn là màu phân bố bất thường, như màu dồn quanh chóp đáy, nhưng kết luận chắc chắn gần như luôn cần quang phổ ở nhiệt độ thấp trong phòng lab.
Kim cương màu tự nhiên hiếm, nên câu hỏi "màu tự nhiên hay màu xử lý" là câu hỏi lớn nhất khi xem một viên kim cương fancy. Chuyện bán kim cương xử lý như màu tự nhiên đã có trang riêng nói ở góc giao dịch; bài này đi vào góc dấu hiệu và giới hạn của việc phát hiện.
Chiếu xạ làm gì với mạng tinh thể kim cương
Mạng tinh thể kim cương là các nguyên tử carbon xếp đều đặn. Khi bị bắn bằng electron năng lượng cao, neutron hoặc các hạt khác, một số nguyên tử bị đánh bật khỏi vị trí, để lại chỗ trống gọi là khuyết tật vacancy. Những chỗ trống này hấp thụ ánh sáng ở vùng đỏ, nên viên đá ngả lục hoặc lam lục. Đây là màu cơ bản sau chiếu xạ.
Nếu sau đó viên đá được nung ở nhiệt độ vừa phải, các vacancy di chuyển và kết hợp với nitơ có sẵn trong kim cương, tạo ra những tâm màu mới. Tuỳ loại kim cương, lượng nitơ và nhiệt độ nung, màu có thể chuyển sang vàng, cam, nâu, hồng hoặc đỏ. Vì vậy, "chiếu xạ" trên thị trường thường là cả một chuỗi: chiếu xạ rồi nung, có khi kèm xử lý nhiệt áp suất cao trước đó.
Điều quan trọng là thiên nhiên cũng làm điều tương tự. Kim cương nằm gần đá chứa nguyên tố phóng xạ trong hàng triệu năm cũng bị chiếu xạ tự nhiên, có lớp vỏ lục hoặc vết màu lục, nâu. Vì cơ chế giống nhau, dấu vết của chiếu xạ nhân tạo và tự nhiên nhiều khi chồng lấn, và đây là gốc rễ của mọi khó khăn.
Dấu hiệu từ cách màu phân bố
Hiệu ứng ô dù. Ở một số viên được chiếu xạ bằng chùm hạt chiếu từ phía đáy, màu dồn đậm quanh chóp đáy và toả ra thành hình giống chiếc ô dù khi nhìn qua mặt bàn. Kiểu phân bố này rất ít gặp ở màu tự nhiên.
Màu tập trung theo hình dạng mặt ngoài. Chiếu xạ bằng chùm hạt có độ xuyên thấu hạn chế cho màu dày ở lớp ngoài và theo hướng chiếu, ôm hình dạng viên đá đã mài.
Màu quá đều. Chiếu xạ bằng electron năng lượng cao hoặc neutron có thể cho màu đều khắp viên đá. Sự đều đặn ấy cũng khó phân biệt với màu tự nhiên đều.
Vết màu trên gờ. Kim cương tự nhiên bị chiếu xạ trong lòng đất thường có vết màu lục hoặc nâu trên bề mặt thô. Nếu gờ còn sót mặt thô có vết như vậy, đó là manh mối về chiếu xạ tự nhiên; nhưng không loại trừ việc xử lý thêm.
Dải màu theo cấu trúc tinh thể. Màu tự nhiên, nhất là hồng và nâu, hay phân bố theo dải song song do biến dạng mạng. Màu xử lý thường không theo các dải đó.
Những gì quang phổ cho biết
Phần lớn kết luận về nguồn gốc màu kim cương dựa vào quang phổ, thường đo khi đá được làm lạnh sâu để các vạch hấp thụ sắc nét hơn. Bảng dưới mô tả khái quát, không đầy đủ.
| Dấu hiệu phổ | Ý nghĩa thường gặp | Giới hạn |
|---|---|---|
| Vạch GR1 (khoảng 741 nm) | Có vacancy trung tính, do chiếu xạ | Có ở cả kim cương lục tự nhiên và đá chiếu xạ |
| Vạch khoảng 595 nm | Thường gặp ở đá chiếu xạ rồi nung | Cần đọc cùng các vạch khác, không đứng một mình |
| Nhóm vạch H1b, H1c vùng hồng ngoại gần | Gợi ý đã nung sau chiếu xạ | Phụ thuộc loại kim cương |
| Vạch H3, H4 và các tâm nitơ khác | Cho biết lịch sử nhiệt của viên đá | Có cả ở đá tự nhiên, cần so tổ hợp |
| Phân loại kim cương theo nitơ (loại Ia, Ib, IIa, IIb) | Khoanh vùng xem viên đá có khả năng xử lý kiểu nào | Chỉ là bước sàng lọc |
Không có một vạch phổ duy nhất nào kết luận được tất cả. Phòng lab đọc tổ hợp vạch, cường độ tương đối giữa chúng, kết hợp với quan sát phân bố màu và huỳnh quang, rồi so với dữ liệu hàng nghìn mẫu đã biết.
Kim cương lục: bài toán khó nhất
Trong các màu kim cương, lục là màu khó xác định nguồn gốc nhất. Lý do là màu lục tự nhiên phần lớn cũng do chiếu xạ, chỉ khác ở chỗ nguồn chiếu xạ là đá phóng xạ trong lòng đất thay vì máy gia tốc hay lò phản ứng. Cả hai cùng tạo vạch GR1, cùng có thể cho màu lục ở lớp ngoài.
Nhiều kim cương lục tự nhiên chỉ có màu trong lớp vỏ rất mỏng, nên thợ mài thường cố giữ lại một phần vỏ thô ở gờ hoặc ở đáy làm bằng chứng. Những vết màu lục, nâu trên mặt thô ấy, gọi là vết phóng xạ, cùng với kiểu phân bố của chúng, là một trong số ít manh mối giúp nghiêng về màu tự nhiên. Khi vết đã bị mài mất, manh mối cũng mất theo.
Vì vậy, với kim cương lục, kết luận "không xác định được nguồn gốc màu" là chuyện có thật trên phiếu của các phòng lab lớn. Đó không phải sự yếu kém mà là sự trung thực: khoa học hiện tại chưa có công cụ tách bạch mọi trường hợp. Người mua nên hiểu rằng kim cương lục được xác nhận màu tự nhiên là trường hợp hiếm, và phiếu ghi "không xác định" có nghĩa đúng như vậy.
Màu vàng, hồng, đỏ và những lớp xử lý chồng nhau
Kim cương vàng tự nhiên chủ yếu do nitơ, có ở cả đá nhóm Ia (vàng nhạt kiểu "cape") lẫn đá Ib hiếm hơn (vàng đậm "canary"). Đá xử lý màu vàng thường qua chiếu xạ rồi nung, cho các vạch phổ đặc trưng như vạch ở khoảng 595 nm và nhóm H1b, H1c. Phân biệt thường làm được, nhưng đòi hỏi phổ ở nhiệt độ thấp.
Kim cương hồng và đỏ tự nhiên rất hiếm, màu liên quan tới biến dạng mạng tinh thể, thường thấy dải màu song song khi soi. Hồng, đỏ do xử lý thường đi qua nhiều bước: có khi xử lý nhiệt áp suất cao để thay đổi trạng thái nitơ, rồi chiếu xạ, rồi nung. Màu xử lý hay có huỳnh quang cam mạnh và vạch phổ của những tâm màu tạo ra trong quá trình này.
Ngoài ra còn có xử lý màu bằng phủ màng mỏng, tạo màu hồng, lam ở bề mặt. Đó là xử lý khác hẳn chiếu xạ, có dấu hiệu riêng là màng bị trầy ở cạnh giác, và được bàn ở bài về đá phủ màng. Một viên kim cương màu vì vậy có thể là kết quả của tự nhiên, của một xử lý, hay của nhiều xử lý nối tiếp, và phòng lab phải gỡ từng lớp.
Huỳnh quang và những manh mối phụ
Bên cạnh quang phổ hấp thụ, phòng lab còn nhìn kim cương dưới tia cực tím và các nguồn kích thích mạnh hơn. Kiểu huỳnh quang, màu huỳnh quang và cách nó phân bố trong viên đá cho thêm manh mối về lịch sử nhiệt và lịch sử chiếu xạ. Ví dụ, một số kim cương hồng đã qua chuỗi xử lý phát huỳnh quang cam rất mạnh, khác hẳn phản ứng thường gặp ở hồng tự nhiên.
Ảnh huỳnh quang dưới thiết bị chuyên dụng còn cho thấy cấu trúc sinh trưởng của viên đá: những vùng lớn lên theo mặt bát diện, theo mặt lập phương, hay theo kiểu khác thường. Cấu trúc này giúp nhận ra kim cương tổng hợp, và đôi khi giúp hiểu vì sao màu phân bố theo một kiểu nào đó.
Không một manh mối phụ nào đủ để kết luận. Nhưng khi đặt cạnh quang phổ, phân bố màu, loại kim cương theo nitơ, chúng giúp người giám định tự tin hơn, hoặc ngược lại, nhận ra rằng dữ liệu chưa đủ và cần ghi kết luận thận trọng. Đây là lý do kết luận về nguồn gốc màu kim cương gần như chỉ đến từ phòng lab có đủ thiết bị và bộ dữ liệu lớn.
Còn phóng xạ không và ai kiểm soát
Kim cương chiếu xạ bằng electron, phương pháp phổ biến hiện nay, thường không để lại phóng xạ dư đáng kể. Chiếu xạ bằng neutron trong lò phản ứng có thể làm một số tạp chất trong đá trở nên phóng xạ tạm thời, nên đá phải được lưu giữ cho phóng xạ giảm xuống mức cho phép trước khi lưu hành. Những phương pháp cũ hơn, như ngâm trong muối radi đầu thế kỷ 20, từng tạo ra đá có phóng xạ kéo dài; loại này hiếm nhưng vẫn có thể gặp trong đồ cổ.
Việc xử lý bằng chiếu xạ được thực hiện ở cơ sở có giấy phép, chịu quản lý về an toàn bức xạ theo quy định của từng nước. Phòng giám định lớn có thể kiểm tra phóng xạ dư khi có nghi vấn. Người mua không nên tự kiểm tra bằng thiết bị trôi nổi, cũng không nên hoảng sợ: phần lớn đá chiếu xạ trên thị trường hiện nay an toàn khi đeo.
Điều đáng lo hơn với người mua là thông tin. Kim cương màu xử lý bị bán như màu tự nhiên mới là rủi ro lớn nhất, vì chênh lệch giá trị giữa hai loại là rất lớn.
Người mua kim cương màu nên làm gì
Với kim cương màu giá trị, yêu cầu phiếu có dòng nguồn gốc màu, ghi rõ "tự nhiên", "đã xử lý" hoặc "không xác định". Một phiếu chỉ phân cấp màu, không nói nguồn gốc, chưa trả lời câu hỏi quan trọng nhất. Đối chiếu số khắc trên gờ với số trên phiếu nếu có.
Đừng dựa vào màu đẹp, màu đều hay lời kể về mỏ để suy ra màu tự nhiên. Cũng đừng dựa vào việc tự soi thấy hay không thấy hiệu ứng ô dù, vì nhiều đá xử lý không có dấu hiệu đó. Kim cương màu là một trong những lĩnh vực mà phòng lab có thiết bị quang phổ ở nhiệt độ thấp gần như là con đường duy nhất.
Nếu mua kim cương màu đã được khai là xử lý, đó là lựa chọn hợp lý cho người thích màu sắc mà không cần độ hiếm. Điều cần là biết rõ để trả đúng giá trị của nó, và giữ giấy tờ đầy đủ khi cần bán lại hay sửa chữa.
Câu hỏi thường gặp
Kim cương lục tự nhiên có phải cũng do chiếu xạ không?
Phần lớn là có, nhưng là chiếu xạ tự nhiên từ đá phóng xạ quanh kim cương trong lòng đất. Vì cơ chế giống chiếu xạ nhân tạo, phòng lab nhiều khi không xác định được nguồn gốc màu lục.
Hiệu ứng ô dù là gì?
Là kiểu phân bố màu đậm quanh chóp đáy, toả ra như hình chiếc ô khi nhìn qua mặt bàn, xuất hiện ở một số viên được chiếu xạ bằng chùm hạt chiếu từ phía đáy. Đây là dấu hiệu nghi vấn mạnh, nhưng nhiều đá xử lý không có nó.
Kim cương chiếu xạ có nguy hiểm khi đeo không?
Phần lớn kim cương chiếu xạ hiện nay, nhất là bằng electron, không còn phóng xạ đáng kể. Đá chiếu neutron phải được lưu giữ tới khi đạt mức an toàn trước khi bán. Đá xử lý bằng radi trong đồ cổ là trường hợp hiếm cần kiểm tra.
Kính lúp có giúp nhận ra kim cương màu xử lý không?
Kính lúp chỉ có thể cho dấu hiệu nghi vấn như màu dồn ở chóp đáy. Kết luận về nguồn gốc màu gần như luôn cần quang phổ ở nhiệt độ thấp trong phòng lab.
Phiếu ghi nguồn gốc màu không xác định nghĩa là gì?
Nghĩa là với dữ liệu hiện có, phòng lab không thể kết luận màu tự nhiên hay xử lý. Thường gặp ở kim cương lục. Đây là kết luận trung thực, không phải lỗi của phiếu.
Kim cương màu xử lý có đáng mua không?
Đó là lựa chọn của mỗi người. Đá xử lý cho màu sắc đẹp với giá trị thấp hơn nhiều so với màu tự nhiên. Điều quan trọng là được khai đúng và có giấy tờ ghi rõ.
