В Институте ядерной физики Академии наук республики наряду с фундаментальными исследованиями проводятся прикладные технологические разработки, нацеленные на создание новых материалов, устройств и приборов для разных отраслей народного хозяйства.
Одной из таких перспективных технологий является радиационная. Ее разработка и применение позволяют модернизировать физико-химические, оптические, электрические характеристики материалов, кристаллов и изделий, придав им такие свойства, как прочность, износостойкость и другие, которые практически невозможно получить другими способами. В этом направлении особое место занимают радиационные технологии облагораживания драгоценных минералов, то есть придания им красивой и устойчивой окраски.
Драгоценные камни с незапамятных времен привлекают человека чудесным блеском, высокой прозрачностью, игрой радужного света и изумительными цветовыми оттенками. Однако природа не всегда щедра на такие экземпляры. Поэтому ювелиры издавна применяют термохимические, а в последнее время также радиационные способы обработки камней для улучшения цвета и повышения их прозрачности.
Топаз является одним из древнейших драгоценных камней. Наибольшую ювелирную ценность представляют голубые топазы, которые в природе встречаются крайне редко. Мировой рынок топазов в настоящее время достигает 10 тонн в год. Учитывая, что практически все сырье бесцветное, то окраска производится в основном радиационной обработкой. На всей планете не насчитать и десяти технологических центров, которые оказывают услуги по облучению этих камней. Один из них - наш институт.
Узбекскими учеными-ядерщиками разработаны способы придания голубой, синей и желто-коричневой окраски природным бесцветным топазам путем их облучения нейтронами в ядерном реакторе или гамма-излучением. Но когда несколько лет назад в Институте ядерной физики появились весьма солидные зарубежные заказчики на облучение крупной партии топазов, то оказалось, что разработанные нами технологии, проверенные на 100 - 200-граммовых ячейках, не могли быть применены для облучения крупных партий. В результате интенсивных поисков и технического переоснащения ядерного реактора в течение года была разработана промышленная технология переработки полудрагоценных минералов. И в настоящее время институт в состоянии проводить облагораживание природных кристаллов топаза в коммерческом масштабе на уровне 15 - 20 процентов мирового рынка!
Нашими учеными разработан также терморадиационный способ придания бесцветным или слабоокрашенным топазам устойчивой фиолетовой окраски различной плотности, которая очень редко встречается в природе, что обусловливает их особую ювелирную ценность.
Для ювелиров и покупателей очень важно знание происхождения окраски топаза - природная она или радиационная? В институте разработан способ идентификации голубых топазов по их фотолюминесценции. Отсутствие или наличие зеленого свечения позволяет ювелиру-оценщику присвоить камню соответствующий код товарного качества.
Интенсивно ведутся работы по терморадиационному облагораживанию ядерно-физическими методами кристаллов природного бесцветного берилла в изумруд, аквамарин и гелиодор.
Радиационной технологией достигается также дымчатая, фиолетовая и цитриновая окраска кристаллического кварца. Следует отметить, что прозрачные фиолетовые и лимонно-желтые кристаллы кварца, называемые аметистами и цитринами, соответственно также являются драгоценными камнями. На эти относительно дешевые, но красивые камни в мире имеется очень высокий спрос - 100 тонн в год, поскольку они составляют основу практически всей бижутерии.
Учеными института была также разработана радиационная технология упрочнения алмазов, используемых для протягивания вольфрамовой и молибденовой проволоки, которая позволяет повысить их износостойкость и увеличить в два раза рабочий ресурс. Основными рынками сбыта услуг по радиационному упрочнению алмазов являются горнодобывающие и промышленные предприятия, использующие алмазный инструмент, а также заводы, производящие такой инструмент.
Для ювелирной промышленности большой интерес представляет радиационная обработка природных алмазов с целью повышения их сортности путем изменения цвета или прозрачности, поскольку только 30 процентов добываемых алмазов в мире удовлетворяет ювелирным требованиям, а остальные нуждаются в обработке. Институт имеет достаточный опыт и в этом направлении.
...Академическая фундаментальная наука, как горный ледник, питает ручейки прикладных технологий. Но есть примеры обратного процесса. Оттачивая радиационные технологии промышленной обработки камней, ученые обнаружили принципиально новые физические процессы в наномасштабе, которые в миллион раз мельче ставшей уже привычной микроскопии. Таким образом, гармоничное сочетание академических и прикладных исследований, которые, как сообщающиеся сосуды, дополняют друг друга, способствует научно-техническому прогрессу.
