Влияние состава кварца на эффект облучения
Дымчатая окраска облученного естественного и искусственного кварца отражает анизотропные центры пигментации с максимумами абсорбции для Ne при 460 и 625 ммк, а для No при 485 ммк. Абсорбция Ne проявляется интенсивнее, чем абсорбция No. Центры окрашивания связывают с присутствием Al, замещающего кремний. Интенсивность окраски возрастает с увеличением содержания алюминия или в частных случаях с увеличением содержания пары элементов — изоморфных примесей — Al и Li. Секторы роста различных граней природных кристаллов могут селективно окрашиваться при облучении, причем интенсивность окраски их располагается, в общем, в следующем порядке: (1011)>(0111)>(1010). Эта последовательность, как установлено прямыми анализами, также обусловлена изменениями содержания Al и Li в секторах роста граней. Аналогичные наблюдения сделаны и в отношении искусственных кристаллов кварца. Центры окраски, очевидно, не связаны с Al, присутствующим в интерстициальных положениях или входящим в состав кварца совместно с H или ОН.
В искусственном кварце с примесью Ge, изоморфно замещающего кремнии, при облучении также возникают анизотропные центры окраски. Эти центры обладают максимумом абсорбции света при длине волны около 275 ммк и обесцвечиваются легче, чем центры окрашивания, связанные с вхождением в состав кварца пары AlLi. В розовом кварце центры окрашивания связаны с присутствием изоморфной примеси ионов Ti, а в искусственном кварце — попов Cu и As. Искусственный кварц, в состав которого входит незначительное количество вещества с соотношениями типа твердого раствора или в котором такие изоморфные примеси вовсе отсутствуют, при облучении окрашивается слабо или совсем не окрашивается. В электрическом поле при высокой температуре диффузия ионов в кварце достигает заметной величины, вследствие чего происходит как изменение окраски, так и размеров элементарной ячейки кварца. В электрическом поле с напряжением в несколько тысяч вольт на 1 см при температурах 350—500° щелочные ионы могут быстро мигрировать из кварца, что приводит к невосприимчивости кварца к облучению и сопутствующему ему изменению упругих констант. Аналогичным образом и в кремнеземистом стекле могут быть ликвидированы в электрическом поле иррадиационные центры окрашивания.
Между способностью кварца к потемнению при облучении и способностью к образованию вторичных дофинейских двойников под влиянием термических натяжений наблюдается определенная связь, что также зависит от изменений состава. Кварц с высоким содержанием Al и других ионов в твердом растворе относительно трудно поддается двойникованию по дофинейскому закону и относительно сильно восприимчив к облучению. Если индивиды дофинейского двойника в результате облучения приобретали окраску различной интенсивности, а затем такой кристалл был раздвойниковаy посредством нагревания выше точки инверсии 573°, то при последующем охлаждении у вновь образующихся двойников наблюдается тенденция к восстановлению первоначальных границ. Различия в степени потемнения под воздействием облучения у разных образцов сохраняются до тех пор, пока кварц не начинает плавиться с образованием кремнеземистого стекла. Существует также зависимость между восприимчивостью к облучению и температурой образования кварца, так как последний фактор определяет количество Al, входящего в твердый раствор. Кварц кристаллизовавшийся при низкой температуре в среде, где содержание глинозема очень низкое, например в пустотах известняков и мраморов, весьма слабо изменяется под влиянием облучения и имеет относительно высокую точку инверсии, что объясняется малым содержанием в нем алюминия.
В бесцветном кварце могут присутствовать расплывчатые дымчатые ореолы диаметром до 1 мм, окружающие тонкие включения радиоактивных минералов, например монацита, урансодержащего микролита, циркона, ортита. Аналогичного характера тонкие зоны присутствуют по границам более крупных включений или в качестве краевых оторочек в кварцевых гальках, погруженных в радиоактивную цементирующую массу, как это имеет место в витватерсрандском конгломерате. Дымчатая окраска вызывается жестким (негомогенным) в-излучением. Дымчатый кварц из Вёльсендорфа, Бавария, обладает осветленными ореолами и зонами, возникновение которых связано с воздействием а-частиц RaC' (Po214), образовавшегося при распаде радиоактивных включений.
