辐照处理血蜜蜡的颜色成因及鉴定特征研究

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作   者：

孙凯悦;  陈晓明;  韩文;  何明跃;  陆太进; 

作者机构：

国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司;  中国地质大学(北京)珠宝学院; 

关键词：

电子顺磁共振;  琥珀;  自由基;  辐照;  柯巴树脂; 

期刊名称：

光谱学与光谱分析

i s s n：

年卷期：

2023 年 005 期

页   码：

1459-1464

摘   要：

琥珀是一种价值较高的有机宝石，近年市场上普遍出现疑似经人工辐照而成的血蜜蜡。选取4块天然琥珀和1块柯巴树脂，通过电子束结合60Co辐射源，对其进行辐照改色。结果显示，经辐照处理后的天然琥珀和柯巴树脂呈现血蜜蜡的外观特征，出现亮丽的橙红或红色。采用超景深显微镜进行放大观察、紫外可见光光谱、红外光谱和电子顺磁共振对改色前后的样品进行系统研究。得出以下结论，辐照后的琥珀和柯巴树脂内部均产生树枝状闪电纹，这是绝缘体材料在电子束轰击下产生的一种闪电纹状放电通道。由于琥珀及柯巴树脂内部常存在凹陷、裂隙等位置，极易成为击穿放电的触发点，因此，当固体介质被击穿后，会在击穿路径留下放电痕迹。琥珀和柯巴树脂经过辐照后产生的树枝状放电结构无明显差异，均呈单独支脉状分布。红外光谱、紫外可见光谱对琥珀及柯巴树脂是否经过辐照处理不具有鉴定意义，改色前后样品的特征吸收峰无明显差异，表明其分子骨架未遭到严重破坏。电子顺磁共振结果显示，经辐照处理后的琥珀及柯巴树脂会导致其结构中某些烃基共价键均裂而形成带未成对电子的基团或原子团，即自由基。辐照时间越长，共振峰面积越大，表明产生的自由基的自旋浓度越高，颜色加深越明显。而辐照处理前的所有样品的共振峰面积几乎为0,表明天然琥珀及柯巴树脂内部的自由基的自旋浓度接近0。由此可以推断自由基的产生是导致其颜色变化的根本原因。电子顺磁共振测试通过刮取少量的粉末，直观地判定辐照产生的自由基自旋浓度与颜色的关系，为揭示血蜜蜡的致色机理提供依据。结合树枝状闪电纹的产生，可作为辐照处理血蜜蜡的鉴别特征。