ダイヤモンドは、炭素たんそだけで できて います［1］。天然てんねんも、人が 作った ものも、中みは おなじ たんそです。

結晶けっしょうの つくりも、光の まげ方も、ほとんど おなじと されます［1］。ガラスや キュービックジルコニアの ような まねした 石とは、べつの ものです。

アメリカでは 2018年に、ダイヤの きまりが かわりました。人が 作った ダイヤも ダイヤと よんで よく、ただし ほり出した ものでは ないと はっきり つたえる ことに なりました。「ダイヤ」とだけ 書くと、ふつうは てんねんの ものを さします［11］。

どちらも炭素だけ

天然ダイヤモンドも合成ダイヤモンドも、成分は炭素だけです。結晶構造は基本的に同じで、光の曲がり方（屈折率2.417）や、光を色に分ける力（分散度0.044）といった性質も同一とされています［1］。キュービックジルコニアなどの「イミテーション」は、そもそも別の物質です。

呼び方の決まりも変わった

米国の連邦取引委員会（FTC）は2018年に、宝石の表示指針を改めました。ダイヤモンドの基本的な定義から「天然」という語を外し、人の手で育てたものもダイヤモンドと呼べるとしています。ただし、育てたものには掘り出されたものではないと分かる表示が必要で、修飾語のない「ダイヤモンド」は天然を指すとされます。「合成（synthetic）」は勧められる語ではなくなりましたが、禁止ではなく、「ラボで育てた（laboratory-grown）」などの語を使います［11］。これは米国の指針で、日本の制度ではありません。

天然と合成のダイヤモンドは、いずれも炭素のみからなる。結晶構造も基本的に同じで、屈折率2.417、分散度0.044といった光学的・物理的特性も同一とされる。キュービックジルコニアなどのイミテーションは別の物質である［1］。

表示の面では、米国連邦取引委員会（FTC）が2018年の改訂で、ダイヤモンドの基本的な定義から「天然（natural）」を外した。「synthetic」は推奨表現ではなくなったが禁止ではなく、「laboratory-grown」などを用い、採掘品でないことを明確に示す必要がある（修飾語のないdiamondは天然を指す）［11］。米国の指針であり、日本の制度ではない点に注意する。

てんねんの ダイヤモンドは、地めんの ずっと 下で できました。ふかさは、150〜200キロメートルと する しりょうが あります［2］。

べつの しりょうには、150〜700キロメートルと あります［4］。しりょうに よって、はんいが ちがうのです。

できた 時期は、およそ 10おく年 ちかく まえから、33おく年 まえと いわれます［2］。地下の 高い 温度と 大きな 圧力あつりょくの 中で、何おく年も かけて 大きく なりました［3］。

150キロメートルより深いところ

天然ダイヤモンドは、上部マントルの、深さおよそ150〜200キロメートルで結晶化したとされます［2］。ただし資料によって幅があり、米国宝石学会（GIA）の資料には150〜700キロメートルと書かれています［4］。ここでは「深さ150キロメートル以上」と読んでおきます。

数億年、あるいは数十億年

できた年代は、約9.9億年前から33億年前という資料があります［2］。GIAの資料でも、約10億年〜30億年を超える古さとされています［4］。人が数日〜数週間で作るダイヤモンドとは、時間の長さがまるでちがいます。

天然ダイヤモンドは上部マントルで結晶化する。CGLの資料は深さ150〜200km、形成時期を約9.9億〜33億年前とする［2］。GIAの資料は深さ150〜700km、年代を約10億〜30億年超とし、リソスフェアマントルの起源としている［4］。深さの範囲が資料で異なるので、150km以上と幅をもたせて扱う。

成長環境は地下の高温高圧下で、その期間は数億年に及ぶ［3］。この時間の長さが、のちに述べる鑑別の手がかりになる。

1954年、GEという 会社の ホールさんが、くりかえし 作れる やり方で、はじめて ダイヤモンドを 作りました［6］。GEが はっぴょう したのは、つぎの 1955年です［6］。

やり方は、地下の ようすを、大きな きかいで まねする もの。およそ 1500度の 高い 温度と、5万〜6万気圧きあつの 大きな 圧力あつりょくを かけます［5］。

とけた 金ぞくの 中で、たんそが けっしょうに なって いきます。かかる 時間は、数しゅうかんから 1か月ほどです［5］。

ホールが作った、はじめての「確かな」ダイヤモンド

1954年12月16日、アメリカのゼネラル・エレクトリック（GE）社の技術者、H・トレイシー・ホールが、くりかえし作れる方法で、確認できる最初の合成ダイヤモンドを作りました。GEは翌1955年に、これを公表しました［6］。

高温と高圧で、地下を真似る

この方法はHPHT法（High Pressure High Temperature、高温高圧法）と呼ばれます。約1500℃、5〜6GPaほどの条件で、金属を溶かした中に炭素を入れ、結晶にします。1GPaはおよそ1万気圧なので、5〜6万気圧にあたります。カプセルの中で、数週間から1か月ほどかかります［5］。

1954年12月16日、ゼネラル・エレクトリック（GE）のH・トレイシー・ホールが、再現可能な方法で最初の検証可能な合成ダイヤモンドを作った。GEの公表は1955年である［6］。公表日は資料によって2月14日とも15日とも書かれるため、ここでは年だけにとどめる。

HPHT法は、約1500℃・5〜6GPa（1GPa≒1万気圧なので5〜6万気圧）で、金属溶媒中で炭素を結晶化させる。天然の生成環境を高圧プレスで再現する方法で、カプセルで数週間〜1か月ほどを要する［5］。ホールらの実験の温度・圧力は資料によって表記が異なるため、数値は現在の一般的な条件だけを示す。

もう ひとつの 作り方は、CVDほうです。メタンという ガスから、種たねに なる ダイヤの 板の 上へ、たんそを 一つぶずつ つみ重ねます［7］。

圧力あつりょくは ひくく、温度は 850〜1000度ほどです［7］。

のびる はやさは、1時間に 25マイクロメートル ほどの ばあいが あります。1ミリメートルの あつさに なるまで、40時間です［7］。

日本の まつもと せいいちろう さんたちが、1982ねんに、この 方ほうで うすい ダイヤの まくが 作れる ことを しめした、と つたえられます［8］。

圧力をかけない育て方

CVD法（化学気相成長法）は、メタンなどのガスを使い、種結晶になるダイヤモンドの板の上に、炭素の原子を積み重ねていく方法です。高い圧力は使わず、温度は850〜1000℃ほどです［7］。

時間の目安

マイクロ波プラズマ法という方法では、成長の速さは1時間に3〜50マイクロメートルほどです。1時間に25マイクロメートルなら、1ミリメートルの厚さまで40時間です。25×40=1000マイクロメートル＝1ミリメートルなので、計算が合います［7］。数週間かかるHPHT法とは、時間の単位が変わります。

日本の研究者の仕事

1982年に、無機材質研究所（つくば）の松本精一郎さんたちのグループが、メタンと水素の混合ガスから、低い圧力でダイヤモンドの薄い膜を作れることを示したとされます［8］。

CVD法は、メタンなどのガスから、種結晶のダイヤモンド板の上に炭素原子を積層させる低圧の方法で、成長温度は850〜1000℃程度とされる［7］。マイクロ波プラズマ法の成長速度は3〜50μm/h程度で、25μm/hなら1mm厚に40時間かかる（25×40＝1000μm）［7］。

歴史面では、1982年に無機材質研究所（つくば、現・物質・材料研究機構）の松本精一郎らが、メタンと水素の混合ガスから減圧下でダイヤモンド薄膜を合成できることを示したとされる（熱フィラメントCVD）［8］。

見わける 手がかりは、育った じかんや ばしょの ちがいが 石に のこす あとです。

ひとつめは、みがく まえの 形です。てんねんは、みがく まえに、三角の めんが 8つ ある 形に なって いる ものが よく 見られます。HPHTで 作った ものは、四角い めんも 広がった、てんねんに ない 形に なりやすいと いわれます［3］。みがいた 石では、原石の 形は 見えません。

ふたつめは、ちっそです。ダイヤに まざる ちっそは、けっしょうの 中で ほとんど 動きません［3］。だから 育った ときの ならびが、そのまま のこります。

木の 切りかぶの ねんりんに にて います。ただし ダイヤに ねんりんが ある わけでは なく、しがいせんを あてて 見ると、てんねんは 四角が 広がる もように、HPHTは 区切られた もように 見える ことが あると いわれます［3］。

三つめは、しるしです。GIAの ラボグロウン・ダイヤの しらべでは、しらべた 人工ダイヤの ふちに、「LABORATORY-GROWN」と 番ごうを レーザーで ほります。目には 見えず、10ばいの ルーペでも 見にくい ものです［10］。

原石の形

天然ダイヤモンドの原石は、{111}面という面で囲まれた正八面体の形がよく見られます。HPHT法で育った結晶は、{100}面（立方体の面）もよく発達した、六面体と八面体の中間のような形になることが多いとされます［3］。ただし、磨かれたカット石では原石の形は見えません。

窒素が動かないという手がかり

ダイヤモンドに不純物として含まれる窒素は、結晶の中でほとんど動きません（拡散が極めて遅い）。そのため、育っている間の窒素の分布が、あとからほとんど変わらずに残ります［3］。木の年輪が成長の記録になるのに似ています。ただし、ダイヤモンドに年輪があるわけではありません。

紫外線を当てて光り方を画像にする装置で見ると、天然は閉じた四角形が広がるような模様に、HPHT法のものは{100}と{111}の領域に分かれた模様に、それぞれ見えることがあるとされます（すべての石で同じとは限りません）［3］。

Ⅰ型とⅡ型、そして刻印

無色の天然ダイヤモンドはほとんどがⅠ型（窒素を含む）で、無色の合成はすべてⅡ型です。これで大まかに選別できます。ただしⅡ型の天然もあるので、「Ⅱ型なら合成」とは言えません［1］。GIAのラボグロウン・ダイヤモンドの評価では、鑑定した人工ダイヤのふちに、番号と「LABORATORY-GROWN」の文字をレーザーで刻みます。肉眼では見えず、10倍のルーペでも見づらいとされます［10］。

原石の形は、天然は{111}面で囲まれた八面体の例が多く、HPHT合成は{100}面も発達した六–八面体をとるのが一般的とされる［3］。ただしカット石では原石の形は見えない。

窒素は結晶内での拡散が極めて遅く、成長時の窒素分布の組織がほぼ変化しない。この性質が成長履歴の記録となり、紫外線蛍光の画像装置で、天然は閉じた四角形が広がる模様、HPHT合成は{100}と{111}のセクター模様として見える場合がある［3］。

型分類では、無色の天然はほとんどがⅠ型（窒素を含む）、無色の合成はすべてⅡ型で、粗選別に使える［1］。ただしⅡ型の天然もあるため、合成ならⅡ型とは言えても、Ⅱ型なら合成とは言えない。GIAのラボグロウン・ダイヤモンドの評価では、鑑定した人工ダイヤのガードルに「LABORATORY-GROWN」と番号をレーザー刻印する。肉眼では見えず、10倍のルーペでも見づらい［10］。

ダイヤモンドは、とても かたい 石です。だから、ものを けずる 道ぐや、みがく 道ぐに つかわれます［9］。

むかしは、ほり出した てんねんの ダイヤが 中心でした。いまの こうぎょう用は、ほとんどが 人が 作った ダイヤと いわれます。品しつを そろえやすい からです［9］。

削る・磨く・熱を逃がす

合成ダイヤモンドは、研磨材、切削工具、熱を逃がす板などの工業用に、昔から使われてきました［9］。

品質をそろえられる

昔は工業でも掘り出された天然が主流でしたが、ここ数十年は、人工的に合成したものを使う場合がほとんどだとされます。品質を安定させやすいことが理由です［9］。

合成ダイヤモンドは、研磨材・切削工具・放熱板などの工業用途で従来から使われてきた。かつては工業用も採掘された天然が主流だったが、ここ数十年は、品質の安定のため合成を使う場合がほとんどとされる［9］。

お家の 道ぐばこや 文ぼうぐに、「ダイヤモンド」と 書いた やすりや といしが ないか、さがして みましょう。見るだけに して、さわる ときは 大人と いっしょに します。

ぱっけーじに、どんな ものが つかって あるか 書いて あるかも しれません。

今日できること：家の中の工具や爪やすりなどで、「ダイヤモンド」と書かれたものを探し、説明書やパッケージに、粒がどう作られたかが書かれているかを見てみましょう。見るだけにして、使うときは大人といっしょにします。

公式情報：日本の宝石鑑別機関CGLのウェブサイトには、合成ダイヤモンドの解説が日本語でまとまっています。GIAの英語のページは、出典欄から探せます。

成長履歴による鑑別の考え方は、CGLの「天然vs合成」の連載［2］［3］が日本語で詳しい。CVD法の成長条件は同じくCGLの解説［7］にある。

GIAの資料［4］［10］は英語だが、天然の深さの範囲や刻印の説明を、原文で確かめられる。この記事は宝飾品の購入や投資の助言ではない。