ゆびわに ついた 石が、きらきら 光って います。ダイヤかな、と 思いますよね。ところが、ダイヤに にせて つくった 石が あります。キュービックジルコニアです。

ダイヤは、たんそという ものだけで できた 石です。キュービックジルコニアは、ジルコニウムという ものと さんそが むすびついて できた 石で、ダイヤとは ぜんぜん べつの ものです。

では、見分けられるのでしょうか。できます。見た目は にていても、ねつの つたわり方、おもさ、にじ色の つよさが ちがうからです。くわしく 見て いきましょう。

たとえば、おなじ おおきさなら、キュービックジルコニアの ほうが おもく、にじ色の 光が つよく 出ます。ねつは つたえにくい 石です。ダイヤは ねつを よく つたえます。

指輪についた透明な石が、ダイヤモンドかどうかを知りたい。そんなとき、宝石店や鑑別機関では、見た目だけで決めません。GIA（米国宝石学会）は、ダイヤに似せた石を「代用品」と呼び、その代表がガラスとキュービックジルコニア（CZ）だと説明しています［1］。ダイヤモンドは炭素でできた結晶ですが、CZは酸化ジルコニウムを原料にした人工の結晶で、原子のレベルではまったく無関係の物質です。

では、どう見分けるのでしょうか。GIAによると、代用品は光学的・物理的な性質のちがいで見分けられ、鑑別機関はそのちがいを利用した特別な検査機器を使います［1］。この記事で詳しく見る手がかりは、熱の伝わり方、重さ、虹色の強さの3つです。

ここでおおまかな答えを言うと、CZはダイヤより熱を伝えにくく、同じ体積なら重く（同じ大きさの石で比べると約1.7倍）、色の火花（ファイア）はやや強く見えます。次の章から、その順に確かめます。

ダイヤモンドに似せた石を、GIAは「代用品（simulant）」と呼び、代表例としてガラス、モアッサナイト、CZを挙げる。CZはダイヤモンドと原子のレベルでまったく無関係な物質である。ダイヤモンドは炭素の結晶、CZは酸化ジルコニウムを原料とする人工の結晶なので、成分も結晶構造も別物だ［1］。

それでも店頭で混同が起こりうるのは、無色透明で強く光るという見た目が近いからである。GIAによれば、代用品は光学的・物理的特性で識別でき、鑑別機関はその差を利用する検査装置を使う［1］。以下では、検査の現場で手がかりになる熱の伝わり方、密度、分散を順に取り上げる。

先に答えの要点を言えば、CZはダイヤより熱を伝えにくく、密度は約1.7倍高く（同じ体積なら約1.7倍重く）、色の分散（ファイア）がやや大きい。いずれも、見た目だけでは区別しにくくても、性質の差として現れる量である。

ねつで しらべる 道具が あります。はりの ような さきを、石に ちょんと あてます。さきは、あたためて あります。

ダイヤは、ねつを とても よく つたえます。さきの ねつが すぐ 石の 中へ にげて いきます。キュービックジルコニアは、ねつを つたえにくい 石です。さきの ねつが にげにくく、ちがいが 出ます。

とくべつな とくきょ（あたらしい しくみを まもる しょるい）には、石を わくに はめた ままでも、すうびょうで できる ほうほうだと 書かれて います。

ただ、これだけで 決めない ばあいも あります。ほかの にせものの 石には、ねつの 検査けんさだけでは 足りない ものが あるからです。ですから、いくつかの 手がかりを あわせて 見ます。

見分け方のひとつに、熱を伝える力の差を測る検査法があります。CZは熱を伝えにくい絶縁体で、ダイヤモンドは熱をとてもよく伝えます［3］。この差を使う検査が、宝石の世界でよく知られています。

道具の仕組みはこうです。先端を温めたプローブ（細い測定棒）を石に当てると、ダイヤでは熱が石の中へすぐ逃げてプローブが冷えやすく、CZでは熱が逃げにくく、冷え方がゆるやかになります。ある米国特許には、天然ダイヤの熱伝導率が当時の模造材料より少なくとも1桁（10倍）大きいこと、石を枠にはめたまま数秒で測れることが書かれています［4］。

この特許の表では、天然ダイヤが約6.6、CZが約0.02（単位はW/cm/℃）と並んでいますが、測った温度がちがうため、倍率を計算して比べるのは適切ではありません。「桁ちがい」という言い方が安全です。

ただし、熱の検査だけで万能というわけではありません。別の代用品には熱の伝わり方がダイヤに近いものがあり、熱だけでは判断が難しいと説明する販売店のページもあります［8］。そのため、検査機器は電気の通り方など、別の性質も組み合わせます。

熱の伝わり方は、見分けの中でも差がはっきり出る性質である。CZは熱の絶縁体、ダイヤモンドは強い熱の伝導体であり、この差を利用した検査法（Wenckusの方法）が知られている［3］。

原理は単純で、先端を加熱したサーミスタ・プローブを石に当て、先端温度の下がる速さを見る。ダイヤでは熱が石の内部へ速やかに逃げるので温度が下がりやすく、CZでは逃げにくい。米国特許US 4488821の記述では、天然ダイヤの熱伝導率は当時の模造材料のどれよりも少なくとも1桁大きく、非破壊で、石を枠にはめたままでも数秒で測れる。同特許の表には天然ダイヤ約6.6、CZ約0.02 W/cm/℃とあるが、測定温度が異なるので、単純に割って倍率を出すことはできない［4］。

この方法には限界がある。モアッサナイトは熱の伝わり方がダイヤに近いため、熱だけでは見分けにくい場合がある。そこで、電気の通り方も調べる検査器がある、と販売店の解説は述べる［8］。

ダイヤと キュービックジルコニアを、おなじ おおきさに つくったと します。もちあげると、キュービックジルコニアの ほうが、およそ 1.7ばい おもい と いわれます。

ダイヤの ほうが、おなじ おおきさでは かるいのです。（この ばいりつは、およその 目やすの 数字です。）もちろん、ゆびわの 石は ちいさいので、手で もっても ちがいは わかりません。はかりで はかって くらべます。

もう ひとつ、光の 色の 出方です。石の 中で 光が にじ色に わかれる 力を、ぶんさんと いいます。この 力は、キュービックジルコニアの ほうが、ダイヤより すこし 大きいのです。

ですから、にじ色の きらめきが つよすぎる 石は、キュービックジルコニアかも しれません。ただ、これは 手がかりの ひとつです。これだけでは 決められないので、ほかの 手がかりと あわせて 見ます。

重さは、密度（同じ体積あたりの重さ）のちがいです。ダイヤが約3.5g/cm³なのに対して、CZは約5.6〜6.0g/cm³で、同じ大きさなら約1.7倍重くなるとされます［3］。ただし、石は小さいので、手に持ってもちがいは分かりません。宝石店では、重さと大きさを測って比べます。

もうひとつが、光の色の分かれ方です。石に入った白い光は、プリズムのように、色ごとに少しずつちがう角度に曲がります。この「虹色に分ける力」を分散といいます。分散の値は、参考値として、CZが0.058〜0.066、ダイヤが0.044とされ［3］、CZのほうが約1.3〜1.5倍大きいと計算できます。

GIAは、CZについて、輝き（光が石の中で反射して戻る明るさ）はダイヤより少なく、色の火花（ファイア）はやや多いと述べています［2］。屈折率も、CZが約2.15〜2.18で、ダイヤの約2.42より低いとされます［3］。

見た目がそっくりでも、虹色のきらめきが「強すぎる」ことが手がかりになる、という点がおもしろいところです。ただし、手がかりの一つであって、それだけでは決められません。ここでの数値は百科事典（二次資料）の参考値で、個々の石でも少しずつ変わります。

密度は、同じ体積あたりの質量で、参考値としてCZは約5.6〜6.0 g/cm³、ダイヤモンドは約3.5 g/cm³である。したがって、同じ大きさのカットなら、CZは約1.7倍重い（出典内でも1.65倍前後とぶれる）［3］。ただし1カラットは0.2gなので、石が小さいほど差は手では分からず、天びんや寸法測定で確かめることになる。

光の性質では、屈折率がCZで約2.15〜2.18、ダイヤで約2.42。屈折率が低いCZは、石の中で光を反射して返す力が小さく、GIAも輝き（brilliance）がダイヤより少ないとしている。一方、波長ごとに屈折率が異なる程度を表す分散は、CZが0.058〜0.066、ダイヤが0.044で、CZのほうが約1.3〜1.5倍大きい。GIAはこれを、色の火花（fire）がやや多いと表現する［2］［3］。

つまり、ダイヤに似せたはずのCZは、輝きではやや劣り、色の分散ではやや勝る。そこで、ファイアが強すぎる石はCZの可能性を考える手がかりになるが、それだけでは決められず、ほかの性質と合わせて判断する。屈折率・分散・密度の数値は百科事典（二次資料）に基づく参考値で、概数である。

キュービックジルコニアの げんりょうは、さんかジルコニウムという 粉末ふんまつです。これを 2750℃ほどまで あたためて とかし、ゆっくり ひやすと、けっしょうに なります。

ところが、この おんどは あつすぎて、ふつうの ようきでは もちません。白金はっきんの ようきでも たえられないと いわれます。ようきが とけて しまうのです。

そこで、ソビエトという くに（いまは ありません）の けんきゅうしゃたちは、おもしろい ほうほうを つかいました。ようきの ふちを ひやして、とけた 中身の 外がわを かたまらせます。この かたまりが、殻からに なるのです。

1970ねんだいの はじめから なかごろに、モスクワの けんきゅうじょで ほうほうが みがかれ、のちに ざいりょうが 作られるように なったと いわれます。1981ねんの ろんぶんには、そのころ 1年に 6000万カラット（およそ 12トン）が 作られたと 書かれて います。

CZの原料は、粉末の酸化ジルコニウムです。これを金属の容器に入れて融点まで熱し、ゆっくり冷やすと結晶になります。市場に出たのは1970年代後半です［5］。ところが、酸化ジルコニウムは約2750℃まで熱しないと溶けません。この温度は、白金の容器でも耐えられないほど高いとされます［7］。

容器が先に溶けてしまうなら、どうするか。ソ連（現在のロシアなど）のレベデフ物理学研究所（モスクワ）のオシコらが磨いたのが、スカル坩堝（るつぼ）法です［3］。「スカル」は殻や頭骨の意味で、冷やした外側の層が、溶けた中身を包む殻になることを指します［7］。容器そのものが溶けないので、とても高温の物質も扱えます。

この方法の年代は、資料によって少し異なります。GIAの論文は、実用的なスカル溶融法が1972年にソ連で開発され、商業生産が可能になったとし［6］、百科事典では1973年に成果が発表され、1976年に商業生産が始まったとされます［3］。1970年代前半から半ばに実用になった、くらいに受け取るのが安全です。

1981年のGIAの論文は、当時の生産量を年に約6000万カラットとしています［6］。1カラットは0.2gなので、およそ12トンです。これは当時の年産で、今の量ではありません。

CZの製法は、粉末の酸化ジルコニウムを金属容器に入れて融点まで加熱し、ゆっくり冷やして結晶を成長させるというもので、市場に現れたのは1970年代後半である［5］。問題は融点で、ジルコニアは約2750℃で溶けるため、通常の方法ではうまく結晶が育たない。白金の坩堝でも耐えられないほどの高温とされる［7］。

この壁を越えたのが、スカル坩堝法である。「スカル」とは、冷却された外側の層が溶けた内部を包む殻となることを指し、坩堝そのものが溶けないので、白金の坩堝でも耐えられないとされる温度の物質を扱える［7］。ソ連のレベデフ物理学研究所（モスクワ）のオシコらがこの方法を磨き、成果は1973年に発表、商業生産は1976年に始まったとされる［3］。一方、GIAのNassauの論文は、実用的なスカル溶融法が1972年にソ連で開発されたことで商業生産が可能になったと述べる［6］。年は資料によって異なり、1972〜1976年のいずれかを断定することは避けたい。

同論文は、1981年当時の生産量を年に約6000万カラットとする。1カラット＝0.2gで計算すると約1200万g、つまり約12トンで、当時の年産であり現在の量ではない［6］。この規模の生産が、値段の手ごろさにもつながったと考えられる（資料に直接の記述はなく、推測である）。

ルーペで 石の ふちを 見る ほうほうも あります。キュービックジルコニアは、面と 面の さかいが、すこし まるく 見える ことが あります。ダイヤは、さかいが するどい ことが おおいと いわれます。

また、キュービックジルコニアの かたさは、モースこうど 8.5です。かたい 石ですが、ダイヤの ほうが きずが つきにくいのです。8.5は、ダイヤの 10の 85%という 意味では ありません。かたさの じゅんばんを あらわす めもりです。

むしょくの キュービックジルコニアは、じかんが たつと、すこし きいろっぽく なる ことも あります。たくさん つくれる ので、ねだんは ダイヤより ずっと てごろです。

ルーペを使った見分けの手がかりもあります。百科事典によれば、CZはカットの稜線（面と面の境目）が丸みを帯びやすく、研磨の筋が面ごとに同じ向きに走る傾向があります。ダイヤは稜線が鋭く、隣り合う面で筋の向きが変わるとされます［3］。ただし、これは二次資料の記述で、見分けの決め手というより、補助的な目安です。

硬さも大事です。CZのモース硬度は8.5で、硬い石ですが、ダイヤモンド（10）より傷つきやすいとGIAは説明します［2］。モース硬度は順序をあらわす目盛りなので、「ダイヤの85%の硬さ」という意味にはなりません。

GIAによれば、無色のCZは時間がたつと黄ばむことがあります［2］。

肉眼やルーペでの観察では、CZはカットの稜線が丸みを帯びやすく、研磨の筋が面ごとに同じ向きに走る。ダイヤモンドは稜線が鋭く、隣り合う面で筋の向きが変わる、という記述がある［3］。ただし、この記述は二次資料に基づくので、決め手ではなく補助的な目安として扱いたい。

硬度はモース硬度8.5で、ダイヤの10より傷つきやすい。モース硬度は鉱物どうしの引っかき合いで決めた順序尺度であり、8.5は10の85%という意味ではない。また、無色のCZは時間がたつと黄ばむことがあるとGIAは述べる［2］。値段が手ごろな点は、前節の大量生産とつながる事実である。

ここまでの手がかり（熱、密度、分散、縁の形、硬さ）はどれも単独では決め手にならず、組み合わせて判断される。GIAも、特別な検査機器と鑑別機関での高度な検査が、代用品とダイヤの差を利用して区別するとしている［1］。

キュービックジルコニアの にじ色は、光が 色に わかれて 出てくる ことで うまれます。おなじ ことが、いえの 中でも 見つかる ことが あります。

はれた 日に、ガラスの コップに 水を いれて、まどぎわに おいて みましょう。かべや つくえに、うすい 色の すじが 出る ことが あります。たいように、ちょくせつ 目を むけては いけません。

出ない ときも あります。コップの かたむけかたを かえて、さがして みてください。それでも 出ないときは、コップの うしろに 白い かみを たてて、かみの ふちに 色が にじんで いないか 見て みましょう。

光が色に分かれる様子は、家の中でも探せます。晴れた日に、水を入れたガラスのコップを窓ぎわに置き、壁や机に色のついた筋が出ないか見てみましょう。出る日も、出ない日もあります。コップの傾きや置き場所を変えると、見え方が変わります。それでも出ないときは、コップの後ろに白い紙を立て、そこに光を当てて、紙のふちに色のにじみが出ないか見てみましょう。

注意点は一つ。太陽を直接見ないことです。光が当たる壁を見るだけにしてください。

石の場合は、この「色に分ける力」を分散という数字で表します。家にある図鑑や理科の本で、「光の屈折」や「プリズム」のページを開いて、光が色に分かれる理由を読んでみるのも、次の一歩になります。

分散は、窓辺のガラスのコップに水を入れ、太陽光を壁に落とすだけでも観察の入口になる。壁にできる色の筋の幅や出方は、コップの傾きや置き場所で変わる。太陽は直接見ない。

さらに、透明なガラス玉やガラス瓶、水を入れた丸い容器など、家にある透明なものに白い紙の上で光を当て、紙にできる色のにじみを見比べてみてもよい。形や厚みで、分散の現れ方がどう変わるかが分かる。本稿の数値は二次資料に基づく参考値である。