スポデュ−メン（リシア輝石）の退色
(Color faded spodumene)

退色前のヒデナイト Hiddenite before color fading 写真提供　：　Mineral Street	２ヶ月で退色してクンツァイトに In two months, hiddenite has become kunzite	電子レンジにて700Ｗ１分でさらに退色 Color has further faded after 1 minute irradiation in micro-wave oven(700W)
80ｘ40ｘ16mm Konar Valley, Afghanistan

　 宝石として見かけるリシア輝石はピンクー紫色のクンツァイトが大半です。
その他無色、黄色ー金色、稀に緑色のヒデナイトがコレクター向けにカットされます。、
　市場で見かける結晶標本も同様にクンツァイトが大半です。時々無色のスポデューメンもありますが、黄色ー金色や緑色に遭遇することはまずありません。　
　そんなわけで長い間探し求めていた緑色の結晶標本を最近ようやく入手しました。
　ところが、２ヶ月ほど経って写真を撮ろうとして探しましたが、どうしても見つかりませんでした。と言うのは上の写真のようにピンクのクンツァイトに変わってしまっていたからです。
　直射日光下ではありませんが、ともかく光や照明に曝されていたためです。
　ひょっとしたら緑色に戻るかもしれないと、電子レンジで１分(700W)マイクロ波を照射しましたが却って更に退色が進んでしまいました。
マイクロ波を照射したのには下記のような根拠があったからです。

　Most of spodumene (both crystal specimens and faceted stones) we encounter in the markets is pink to lavender color, kunzite. Golden color or green colors are extremely scarece. After waiting for so long time, I have recently obtained the green spodumen as shown in the top photo. However, while trying to take photo, I had hardly find out the crystal in my store box. What I could find out was the pink one, instead as in the center photo. The color has changed within a couple of months under normal daylight and illumination. I tried, in vain to irradiate this crystal in 700W micro wave oven for one minute, expecting the green color might be recovered. The pink color has further faded to almost colorless as photo in the right.

　放射線照射スポデューメン（Irradiated Spodumene）

14.02ct 15.1x11.7x10.5mm	4.60ct 10.15x8.16x7.44mm
Afghanistan

　写真のスポデューメンはいずれもアフガニスタン産のスポデューメンです。
左の緑色は人為的に放射線照射を受けて鮮やかなヒデナイトに変身しています。
　鮮やかな色合いですが、退色を避けるために引き出しの奥深くに保存する必要があります。
それでもいつかは色褪せてくるでしょう。
　右は天然のヒデナイトとして購入しましたが、入手した時には既に全く無色のスポデューメンになっていました。
　上記の退色した結晶と共に緑色の復活を期待して空港や港等で10回以上のＸ線検査を通しましたが回復は成りませんでした。
　下記のUSPSによる致死量の高エネルギー電子線と比べると普通のＸ線のエネルギー水準がはるかに低いためでしょう。

　These spodumenes were irradiated samples. Green one is artificially irradiated to be hidenite. It must be kept in the dark, in order to slower the color fading.
　 Colorless stone was pale green on photo of internet but when arrived, I found it faded to be colorless spodumene. Together with before mentioned color faded crystal, I tried to recover the color, by passing through X-ray inspections more than 10 times at airports and ports, in vain.

GIA研究所による電子線照射テスト
(Irradiation experiments by GIA Gem Trade Laboratory)

照射前（ Before irradiation）	照射後（after irradiation）	右端の石は更に退色テストの結果 （the final result of further fade testing : far right stone only）
スポデューメン (Spodumenes) : 1.13 - 4.24ct

　2001年9月のニューヨークのワールド・トレード。センター・ビルのテロ攻撃と並行して炭疽菌入りの郵便による感染事件が起きました。
　このため連邦郵便サービス(USPS)では全ての郵便物に電子線照射を始めました　；　具体的には直線電子加速装置による56kグレイ（5.6メガラド）の高エネルギー電子線を浴びせて細菌を死滅させるものです。
　この装置はしかし、人為的に宝石の色を改善させるための装置とほぼ同じでしたから、郵送される宝石の変色事故が頻発しました。
　アメリカの宝石業界では宝飾品の発送に日常的にUSPS サービスを利用していたからです。
　事態を重く見たGIAは郵送時の電子線照射による色変わりと残留放射能の実態を調べるためのテストを行いました。
　過去の経験からスポデューメン以外に下記の宝石種が選ばれて、その影響を調べました。
その結果は表のようにダイアモンド以外の宝石に重大な色の変化が起こりました。
　幸いなことに、個々の宝石と梱包材からの残留放射能は検出されませんでした。

　Parallely after the World Trade Center attack on September 11, 2001, the incidences of people being infected by anthrax spores, sent through the mail has caused the postal service to seek ways to protect their employees and the public from this potential threat. U.S.Postal Service contracted with one company to irradiate mails and parcels, using a high energy linear accelerator to kill anothorax and other biological agents. The dosage being used by the postal system is 56kilograys(kGy : 5.6megarads). The system is the same type of ionizing radiation that is often used intentionally to change colors of some gem materials and actually caused an undesiable result to some jewelery and gemstones, because the jewelery industry relies heavily on the USPS to ship gems and jewlery through the United States.
GIA immediately recognized the potential impact of this development on the jewelry industry, and tested the effects of the postal irradiation. GIA
Gem Trade Laboratory has chosed two types of cultured pearls plus 14 gem varieties from 8 different gem species, based on their past experiences with expert in this field, and mailed them.
The results are shown in following charts ; All of the gem materials other than diamond showed a dramatic change in color, while no residual radiation was detected from the unopened packages or any of the indivisual samples.

照射テスト結果(Radiation test results)
宝石(Gem Material)		照射前(Before)		照射後(After)
ダイアモンド (Diamond)		1　ほぼ無色　(Near colorless) 2 インクルージョンによる灰色(Gray inclusion)		変化無し (No change)
スポデューメン (Spodumene)		クンツァイト（ピンク）Pink(Kunzite)		緑 (Green)
緑柱石( Beryl)		モルガナイト(Morganite : Brownish Orangy Pink)		黄色 (Yellow)
海水養殖真珠 (Salt water cultured pearl)		白 (White)		灰色 (Gray)
淡水養殖真珠 (Freshwater cultured peral)		白 (White)		灰色 (Gray)
水晶(Quartz)		無色(Colorless)		褐色 (Brown)
水晶(Quartz)		黄色(Citrine)		褐色 (Brown)
サファイア(Sapphire)		淡青(Light blue)		黄橙(Yellowish orange)
トパーズ(Topaz)		無色(Colorless)		褐色(Brown)
トルマリン(Tourmaline)		ほぼ無色(Near colorless)		淡いピンク(Light pink)
トルマリン(Tourmaline)		淡いピンク(Light pink)		濃いピンク(Darker pink)
トルマリン(Tourmaline)		二色：ピンク・緑(Bicolored green and pink)		緑(Green)：変化無し(No change) ピンク(Pink)：濃色(darker)
ジルコン(Zircon)		無色(Colorless)		ピンクを帯びた茶色(Pinkish brown)
ジルコン(Zircon)		黄色(Yellow)		褐色を帯びた茶色(Yellowish brown)
ジルコン(Zircon)		緑(Green)		緑・黄色を帯びた茶色 (Greenish yellowish brown)

スポデューメンの発色の仕組み
(Color cause of spodumen)
　

　スポデューメン（ LiAl(SiO₃)₂ ）は酸素原子が形成する八面体内にアルミニウムが入った構造、更にリチウムと珪素原子とが作る四面体にアルミニウム原子が入ったと構造とが連なった結晶です。
　純粋な結晶は無色ですがアルミニウムの一部が不純物のマンガンや鉄に置換された場合にピンクのクンツァイトや淡緑色のヒデナイトになります。　
　アルミニウム原子の一部クロムやヴァナジウム原子が置換されるとエメラルド・グリーンのヒデナイトとなります。
　スポデューメンが２方向に劈開し易いのは珪素と酸素とが形成する結合力の弱い二つの面に沿って剥離が起こるためです。
　
　Spodumene is composed of chains of octahedral coordination formed with oxygen with aluminium inside, which are linked with tetrahedral coordination, formed with silicon and lithium atoms with aluminium atom inside, sited between the chains. Pure spodumene crystal is colorless. When a part of aluminumatom is substituted for impure mangane or iron, it is pink to lavender colored kunzite or pale green-blue color hiddenite. When a part of aluminium is substituted for chrome or vanadium, it becomes emerald-green hiddenite. Spodumene cleaves easily in two directions, along planes of weak atomic bonding between the silicon-oxygen chains.

　さて、冒頭の淡緑のスポデューメン結晶が直射日光に曝して置いた訳でもないのに2ヶ月足らずで緑色が退色してしまい、ピンクのクンツァイトに変わってしまったのは、表の発色の仕組みにあるように、緑の発色に関わっていた不安定な四価のマンガンイオンが、日光と照明の光とにより安定した三価のマンガンイオンに変わってピンクの発色をするようになったためです。
　上記の照射試験のように高エネルギーを与えれば再び不安定な四価のマンガンイオンが復活して緑色が戻ります。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　_照射
　その変化は次のようなマンガンと鉄のイオン状態の変化により起こります　； Mn³+ + Fe³⁺ =======» Mn⁴⁺ + Fe²⁺

　56kグレイという、24時間以内に人が100%死亡するような高エネルギーの装置はありませんが電子レンジも結構高エネルギーのマイクロ波源ですから試してみました。
　が、淡いピンクが更に淡くなると言う大失敗でした。
　やむを得ませんがこうなったら次は飛行機に乗る際のＸ線検査で試してみようと考えています。
ただしピンクはゆっくりと時間をかけると復活するとのこと。
　アフガニスタンの鉱夫は掘り出した時に青や緑の結晶が数日で退色した時には沸騰した湯の中で煮立てた後、数日間日光に曝して美しい紫やピンクに戻しているとのこと。　現在試験中です。
　ともあれ、緑色のスポデューメン結晶を殆ど見かけないのは、その色が不安定で、たちまちピンクのクンツァイトに変わってしまうためでしょう。
　これはカットされたヒデナイトも同様です。ただし、産地により大きな差があるようです。
不安定なのはアフガニスタンと恐らくパキスタン産の緑のヒデナイトと考えられます。
　ブラジルやウラル山脈産のヒデナイトは少なくとも結晶とルース共にそれぞれ20年と10年以上経っても（共に普段は光の当たらないキャビネットに収めてはありますが）色褪せることなく昔のままの色を保っています。　これらは恐らくこうした色変わりを演じる不安定なマンガンイオンの含有量が産地により異なるためと考えられます。

　以上の結果から緑色のスポデューメンは生成された時にはピンクのクンツァイトであったものと考えられます。
　恐らくウランやトリウム、カリウム40等の自然界の放射性元素による放射線により緑色になっていたのでしょう。
　また多くのスポデューメンがテネブレッセンスを示すのは、同じ仕組みによると考えられます。
即ち光や熱、紫外線、Ｘ線等によってスポデューメンの場合はマンガンイオンの安定度が変化し色の変化と復活とを繰り返すと考えられます。

　As shown and described on top photos and text, the reason why pale green color faded in a relatively short period of two month to have changed pink color is due to unstable Mn⁴⁺ impurity, as explained in color cause chart. Relatively weak energy of daylight and low temperature of few hundred Celsius is sufficient to turn unstable Mn4+ to stable Mn3+ to appear pink colored kunzite. These alteration is reversible with high energy irradiation as following formula ;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　irradiation
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Mn³⁺ + Fe³⁺ =======» 　Mn⁴⁺ + Fe²⁺

Although such high energy of 56kGy (100% mortal for human being within 24 hours) is not available, I tried to irradiate the crystal using home use micro wave oven, in vain. The pale pink color of kunzite has further faded to almost colorless. So far, I will try to irradiate it at X-ray security gate at airport to recover green color. However, pink color might return slowly in natural. I am now trying the skil of Afghan miners to recover the pink color too ; When mined, blue-violet or green colored spodumen (great probably having been exposed to some natural source of radiation that produced these colors by the mechanism described above), Afghan miners leave the the color faded crystals in the sun for several days, often after having boiled them in water, is sufficient to turn the material to an attractive purple or pink.
　The mechanism described here explains the reason why most spodumene exhibits the property of tenebrescence, which involves a reversible darkening and lightening of its color with changes in conditions.