Бериллий: қасиеттері, қолданылуы және өндірілуі

Кіріспе

Химиялық элемент, символы Be және атомдық нөмірі 4

Бериллий – химиялық элемент, символы Be және атомдық нөмірі 4. Ол – болатты сұр түсті, берік, жеңіл және қатырғы сілтілік жер металлы. Бұл еківалентті элемент, табиғатта тек басқа элементтермен бірігіп, минералдар түрінде кездеседі. Бериллийге бай қымбат тастарға берил (аквамарин, изумруд, қызыл берил) және хризоберил жатады. Ол ғаламшарда сирек кездесетін элемент, көбінесе ғарыштық сәулелерге ұшыраған ірі атом ядроларының бөлінуі нәтижесінде пайда болады. Жұлдыздардың ядросында бериллийдің мөлшері кемиді, себебі ол ауыр элементтерге қосылады. Бериллий Жер қабығының массасының 0,0004 пайызын құрайды. Әлемдегі жылдық бериллий өндірісі 220 тоннаға жетеді, ол әдетте берил минералынан алынады, бұл бериллийдің оттегімен күшті байланысуына байланысты қиын процесс. Құрылымдық қолдануда жоғары иілгіштік қатаңдығы, жылулық тұрақтылығы, жылу өткізгіштігі және төмен тығыздығы (судың 1,85 есе) бериллий металлын ұшақтардың бөліктері, зымырандар, ғарыш кемелері және спутниктер үшін қажетті аэроғарыш материалына айналдырады. Бериллиоз пневмония және басқа да тыныс алу ауруларын тудырады.

Физикалық қасиеттері

Бериллий – бөлме температурасында сынғыш, болат-сұр түсті және тығыз орналасқан гексагональды кристалл құрылымы бар қатты металл. Оның өте жоғары қаттылығы (Янг модулі 287 ГПа) және балқу температурасы 1287 °C. Бериллийдің серпімділік модулі болатқа қарағанда шамамен 35% жоғары. Осы модульдің және салыстырмалы түрде төмен тығыздықтың үйлесімі бериллийде дыбыс таралуының жоғары жылдамдығына – шамамен 12,9 км/с (қоршаған ортада) әкеледі. Басқа да маңызды қасиеттері – жоғары меншікті жылу сыйымдылығы (1925) және жылу өткізгіштігі (216), бұл бериллийді бірлік салмаққа шаққанда ең жақсы жылуды тарату қасиеттеріне ие металл етеді. Сызықтық жылулық кеңеюдің салыстырмалы түрде төмен коэффициентімен (11,4×10−6 K−1) бірігіп, бұл қасиеттер бериллийге жылулық жүктеме жағдайында ерекше тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

Оптикалық қасиеттері

Металл ретінде бериллий көптеген толқын ұзындықтарындағы рентген және гамма сәулелері үшін мөлдір немесе жартылай мөлдір болып табылады, осылайша рентген түтікшелерінің және басқа да осы сияқты құрылғылардың шығу терезелері ретінде қолданылады.

Изотоптар және нуклеосинтез

Бериллийдің тұрақты және тұрақсыз изотоптары жұлдыздарда түзіледі, бірақ радиоизотоптар ұзаққа сақталмайды. Әлемдегі тұрақты бериллийдің көп бөлігі жұлдызаралық ортада, ғарыштық сәулелердің әсерінен ауыр элементтердің бөлінуі нәтижесінде пайда болған деп саналады. Бастапқы бериллийде тек бір тұрақты изотоп бар – 9Be. Сондықтан бериллий, жұп атомдық саны бар тұрақты элементтердің арасында бірегей болып, моноизотоптық және мононуклидтік элемент болып табылады. Радиоактивті космогенді 10Be Жер атмосферасындағы оттегінің ғарыштық сәулелермен бөлінуінен түзіледі. 10Be топырақ бетінде жиналады, онда оның салыстырмалы түрде ұзақ жартылай ыдырау мерзімі (1,36 миллион жыл) 10B-ға ыдыраудан бұрын ұзақ уақыт сақталуына мүмкіндік береді. Осылайша, 10Be және оның түзілімдері топырақтың табиғи эрозиясын, топырақ түзілуін және латериттік топырақтардың дамуын зерттеуге, сондай-ақ күн қызметінің өзгеруін және мұз түйіршіктерінің жасын анықтауға қолданылады. 10Be-нің түзілуі күн қызметіне кері пропорционал, себебі жоғары күн қызметі кезеңдеріндегі күн желдің күшеюі Жерге жететін галактикалық ғарыштық сәулелердің ағынын азайтады. Ядролық жарылыстар да 10Be-ні жылдам нейтрондардың ауадағы көмірқышқыл газындағы 13C-мен реакциясы арқылы түзеді. Бұл ядролық қару сынақтары өткен орындарды анықтаудың бір белгісі. 7Be изотопының (жартылай ыдырау мерзімі 53 күн) да космогендік екені белгілі және оның атмосферадағы мөлшері 10Be сияқты күн дақтарымен байланысты. 8Be өте қысқа жартылай ыдырау мерзіміне (шамамен 8 секунд) ие, бұл оның маңызды космологиялық роліне әсер етеді, өйткені бериллийден ауыр элементтер Ұлы жарылыста ядролық синтез арқылы түзіле алмады. Бұл 4He ядроларының бірігуі арқылы көміртекті түзу үшін Ұлы жарылыстың нуклеосинтез фазасында жеткілікті уақыт болмауымен және қолда бар 8Be концентрациясының өте төмен болуымен байланысты. Британдық астроном сэр Фред Хойл алғаш рет 8Be және 12C энергия деңгейлерінің көміртекті гелиймен отынды жұлдыздардағы үш альфа процесі арқылы түзуге мүмкіндік беретінін көрсетті, онда көбірек нуклеосинтез уақыты бар. Бұл процесс көміртекті жұлдыздарда түзуге мүмкіндік береді, бірақ Ұлы жарылыста емес. Жұлдыздар түзілген көміртектің (көміртекке негізделген өмірдің негізі) құрамы АГБ жұлдыздары мен жойылған жұлдыздардың (суперновалардың) шығаратын газы мен шаңындағы элементтердің бір бөлігі болып табылады (сондай-ақ Ұлы жарылыстың нуклеосинтезі), сонымен қатар көміртектен ауыр атомдық саны бар барлық басқа элементтердің түзілуіне де себеп болады. Бериллийдің 2s электрондары химиялық байланысқа қатысуы мүмкін. Сондықтан, 7Be L электронды тұтқындау арқылы ыдырағанда, ол байланысқа қатысып жатқан атомдық орбитальдардан электрондарды алып, осылай ыдырайды. Бұл оның ыдырау жылдамдығын химиялық ортасына байланысты етеді – ядролық ыдырауда сирек кездесетін құбылыс. Бериллийдің ең аз өмір сүретін изотопы 16Be, ол 6,5 секундтық жартылай ыдырау мерзімімен нейтрондық эмиссия арқылы ыдырайды. Экзотикалық 11Be және 14Be изотоптары ядролық гало эффектін көрсетеді. Бұл құбылысты 11Be және 14Be ядроларының, тиісінше, 1 және 4 нейтрондары ядроның классикалық Ферми "су тамшысы" моделінен тыс орбитада айналып жүруімен түсінуге болады.

Both stable and unstable isotopes of beryllium are created in stars, but the radioisotopes do not last long. It is believed that most of the stable beryllium in the universe was originally created in the interstellar medium when cosmic rays induced fission in heavier elements found in interstellar gas and dust. Primordial beryllium contains only one stable isotope, 9Be, and therefore beryllium is, uniquely among all stable elements with an even atomic number, a monoisotopic and mononuclidic element. Radioactive cosmogenic 10Be is produced in the atmosphere of the Earth by the cosmic ray spallation of oxygen. 10Be accumulates at the soil surface, where its relatively long half life (1.36 million years) permits a long residence time before decaying to boron 10. Thus, 10Be and its daughter products are used to examine natural soil erosion, soil formation and the development of lateritic soils, and as a proxy for measurement of the variations in solar activity and the age of ice cores. The production of 10Be is inversely proportional to solar activity, because increased solar wind during periods of high solar activity decreases the flux of galactic cosmic rays that reach the Earth. Nuclear explosions also form 10Be by the reaction of fast neutrons with 13C in the carbon dioxide in air. This is one of the indicators of past activity at nuclear weapon test sites. The isotope 7Be (half life 53 days) is also cosmogenic, and shows an atmospheric abundance linked to sunspots, much like 10Be. 8Be has a very short half life of about 8 s that contributes to its significant cosmological role, as elements heavier than beryllium could not have been produced by nuclear fusion in the Big Bang. This is due to the lack of sufficient time during the Big Bang's nucleosynthesis phase to produce carbon by the fusion of 4He nuclei and the very low concentrations of available beryllium 8. British astronomer Sir Fred Hoyle first showed that the energy levels of 8Be and 12C allow carbon production by the so called triple alpha process in helium fueled stars where more nucleosynthesis time is available. This process allows carbon to be produced in stars, but not in the Big Bang. Star created carbon (the basis of carbon based life) is thus a component in the elements in the gas and dust ejected by AGB stars and supernovae (see also Big Bang nucleosynthesis), as well as the creation of all other elements with atomic numbers larger than that of carbon. The 2s electrons of beryllium may contribute to chemical bonding. Therefore, when 7Be decays by L electron capture, it does so by taking electrons from its atomic orbitals that may be participating in bonding. This makes its decay rate dependent to a measurable degree upon its chemical surroundings – a rare occurrence in nuclear decay. The shortest lived known isotope of beryllium is 16Be, which decays through neutron emission with a half life of 6.5. The exotic isotopes 11Be and 14Be are known to exhibit a nuclear halo. This phenomenon can be understood as the nuclei of 11Be and 14Be have, respectively, 1 and 4 neutrons orbiting substantially outside the classical Fermi 'waterdrop' model of the nucleus.

Пайда болуы

Күнде бериллийдің концентрациясы 0,1 миллиард бөлігіне (ppb) тең. Жер қыртысында бериллийдің концентрациясы 2-ден 6 миллион бөлікке (ppm) дейін жетеді. Бұл қыртыстағы 47-ші ең көп таралған элемент. Бериллий топырақта ең көп шоғырланған, 6 ppm құрайды. Жер атмосферасында 9Be-нің аздаған мөлшері табылады. Теңіз суында бериллийдің концентрациясы 0,2–0,6 триллион бөлігін құрайды. Дегенмен, өзен суында бериллийдің концентрациясы 0,1 ppb болып, көбірек кездеседі. Бериллий 100-ден астам минералда кездеседі, бірақ олардың көпшілігі сирек немесе жоқ деуге болады. Бериллий құрамында бар, көбірек таралған минералдар: бертрандит (Be4Si2O7(OH)2), берил (Al2Be3Si6O18), хризоберил (Al2BeO4) және фенакит (Be2SiO4). Берилдің құнды түрлері – аквамарин, қызыл берил және изумруд. Берилдің әшекейлік сападағы жасыл түсі хромның әртүрлі мөлшерінен (изумруд үшін шамамен 2%) туындайды. Бериллийдің екі негізгі кені – берил мен бертрандит Аргентинада, Бразилияда, Үндістанда, Мадагаскарда, Ресейде және АҚШ-та табылған. Бериллий рудасының жалпы әлемдік қоры 400 000 тоннадан астам.

Химиялық қасиеттері

Бериллий атомының электрондық конфигурациясы [He] 2s2 болады. Бериллийдің басым тотығу күйі +2; бериллий атомы екі валентті электронын жоғалтқан. Бериллийдің төменгі тотығу күйіндегі кешендері өте сирек кездеседі. Мысалы, 0 және +1 тотығу күйінде бериллийді қамтитын бис(карбен) қосылыстары туралы хабарланған, бірақ бұл мәлімдемелер дау тудырған. Be–Be байланысы бар тұрақты кешен, формальды түрде +1 тотығу күйінде бериллийді қамтитын, сипатталған. Бериллийдің химиялық мінез-құлқы негізінен оның кіші атомдық және иондық радиустарының нәтижесі болып табылады. Сондықтан ол басқа атомдармен байланысқан кезде өте жоғары иондану потенциалына және күшті поляризацияға ие, сондықтан оның барлық қосылыстары ковалентті. Оның химиясы алюминийге ұқсас, бұл диагональдық қатынастың мысалы. Бөлме температурасында бериллийдің бетінде 1–10 нм қалыңдықтағы оксидтік пассивтеу қабаты пайда болады, ол ауамен одан әрі реакцияларға жол бермейді, тек оксидтің біртіндеп 25 нм-ге дейін қалыңдауынан басқа. 500 °C-тан жоғары қызған кезде металдың толығымен тотығуы дәндердің шекаралары бойынша жүреді. Металл 2500 °C шамасындағы оксидтің балқу температурасынан жоғары қыздырылғанда ауада тұтанады, бериллий оксиді мен бериллий нитридінің қоспасын құрайды. Бериллий HCl және сұйылтылған H2SO4 сияқты тотықтырмайтын қышқылдарда оңай ериді, бірақ азот қышқылында немесе суда емес, себебі ол оксидті түзеді. Бұл алюминийге ұқсас. Бериллий сілтілік ерітінділерде де ериді. Бериллий(II) қосылыстары қатты күйде полимерлік болып табылады. BeF2 кремний тәрізді құрылымға ие, бұрыштарында BeF4 тетраэдрлері бар. BeCl2 және BeBr2 тізбекті құрылымға ие, жиектері ортақ тетраэдрлер. Бериллий оксиді (BeO) – ақ, қызуға төзімді қатты зат, вурцит кристалдық құрылымына және кейбір металдарға тең жылу өткізгіштігіне ие. BeO амфотерлі. Бериллий сульфиді, селениді және теллуриді белгілі, олардың барлығы мырыш қоспасы құрылымына ие. Бериллий нитриді, Be3N2, тез гидролизденетін жоғары балқу нүктесі бар қосылыс. Бериллий азиді, BeN6 белгілі, ал бериллий фосфиді, Be3P2, Be3N2 құрылымына ұқсас. Бериллий боридтерінің бірнеше түрі белгілі, мысалы Be5B, Be4B, Be2B, BeB2, BeB6 және BeB12. Бериллий карбиді, Be2C, сумен реакцияға келіп метан беретін, қызуға төзімді, кірпіштей қызыл қосылыс. Бериллий(II) монодентатты лигандтармен аздаған кешендер құрайды, себебі аква иондағы су молекулалары [Be(H2O)4]2+ бериллий ионына өте мықты байланысқан. Ерекше жағдайлар – фтор ионы бар суда еритін кешендер сериясы: [Be(H2O)4]2+ + *n*F– ⇌ Be[(H2O)2–*n*F*n*]2–*n*.

A beryllium atom has the electronic configuration [He] 2s2. The predominant oxidation state of beryllium is +2; the beryllium atom has lost both of its valence electrons. Lower oxidation states complexes of beryllium are exceedingly rare. For example, bis(carbene) compounds proposed to contain beryllium in the 0 and +1 oxidation state have been reported, although these claims have proved controversial. A stable complex with a Be Be bond, which formally features beryllium in the +1 oxidation state, has been described. Beryllium's chemical behavior is largely a result of its small atomic and ionic radii. It thus has very high ionization potentials and strong polarization while bonded to other atoms, which is why all of its compounds are covalent. Its chemistry has similarities to that of aluminium, an example of a diagonal relationship. At room temperature, the surface of beryllium forms a 1−10 nm thick oxide passivation layer that prevents further reactions with air, except for gradual thickening of the oxide up to about 25 nm. When heated above about 500 °C, oxidation into the bulk metal progresses along grain boundaries. Once the metal is ignited in air by heating above the oxide melting point around 2500 °C, beryllium burns brilliantly, forming a mixture of beryllium oxide and beryllium nitride. Beryllium dissolves readily in non oxidizing acids, such as HCl and diluted H2SO4, but not in nitric acid or water as this forms the oxide. This behavior is similar to that of aluminium. Beryllium also dissolves in alkali solutions. Binary compounds of beryllium (II) are polymeric in the solid state. BeF2 has a silica like structure with corner shared BeF4 tetrahedra. BeCl2 and BeBr2 have chain structures with edge shared tetrahedra. Beryllium oxide, BeO, is a white refractory solid which has a wurtzite crystal structure and a thermal conductivity as high as some metals. BeO is amphoteric. Beryllium sulfide, selenide and telluride are known, all having the zincblende structure. Beryllium nitride, Be3N2, is a high melting point compound which is readily hydrolyzed. Beryllium azide, BeN6 is known and beryllium phosphide, Be3P2 has a similar structure to Be3N2. A number of beryllium borides are known, such as Be5B, Be4B, Be2B, BeB2, BeB6 and BeB12. Beryllium carbide, Be2C, is a refractory brick red compound that reacts with water to give methane. Beryllium(II) forms few complexes with monodentate ligands because the water molecules in the aquo ion, [Be(H2O)4]2+ are bound very strongly to the beryllium ion. Notable exceptions are the series of water soluble complexes with the fluoride ion: [Be(H2O)4]^2+{} + \mathit{n}\,F^ <=> Be[(H2O) {2\! \mathit{nF \mathit{n}]^{2\! \mathit{n{} + \mathit{n}\,H2O

Бериллий(II) қос тісті лигандтармен көптеген кешендер құрайды, оларда оттегі донорлы атомдары бар. Гликоль қышқылы сияқты алифалық гидроксикарбоксил қышқылдары ерітіндіде гидроксил тобы сақталған өте әлсіз монодентатты кешендер құрайды. Қатты күйде гидроксил тобы депротондалуы мүмкін: бұрын оқшауланған гексамер Na4[Be6(OCH2(O)O)6]. Ароматты гидроксилигандтар (яғни фенолдар) салыстырмалы түрде күшті кешендер құрайды. Мысалы, тиронмен кешендер үшін 12,2 және 9,3 лог K1 және лог K2 мәндері хабарланған. Бериллийдің аммин лигандтарына жақындығы әдетте нашар. EDTA сияқты лигандтар дикарбоксил қышқылдары сияқты әрекет етеді. Амин қышқылдары бар кешендер туралы көптеген ертеде хабарланған, бірақ өкінішке орай олар сенімді емес, себебі жарияланған кезде бірге жүретін гидролиз реакциялары түсініксіз болды. Лог β шамамен 6–7 мәндері хабарланған. Гидролиз реакцияларымен бәсекелесудің салдарынан түзілу дәрежесі аз. Белгілі органобериллий қосылыстарының мысалдары: динеопентилбериллий, бериллоцен (Cp2Be), диаллилбериллий (диэтилбериллийдің триаллилборонмен алмасу реакциясы арқылы), бис(1,3-триметилсиллил-аллил)бериллий, Be(mes)2 және алкинилдер.

Этимология

Бериллий алғаш рет оқшауланған жартылай бағалы минерал – берилдің құрметіне аталған.

Сәулелену терезесі

Атомдық санының төмендігі және рентген сәулелерін өте аз мөлшерде сіңіру қабілетіне байланысты бериллийдің ең ерте және әлі күнге дейін маңызды қолданыстарының бірі – рентген түтіктеріндегі сәулелену терезелері. Рентген суреттерінде артефакттардың пайда болуын болдырмау үшін бериллийдің тазалығы мен тазалығына қатаң талаптар қойылады. Рентген детекторлары үшін сәулелену терезелері ретінде бериллийдің жұқа фольгалары қолданылады, олардың өте төмен сіңіру қабілеті синхротрон сәулеленуіне тән жоғары қарқынды, төмен энергиялы рентген сәулелерінің салдарынан туындайтын қызу эффектісін азайтады. Синхротрондардағы сәулелену эксперименттеріне арналған вакуумдық тығыз терезелер мен сәуле түтіктері тек бериллийден жасалады. Әртүрлі рентген эмиссиясын зерттеуге арналған ғылыми құрылғыларда (мысалы, энергиялық дисперсиялық рентген спектроскопиясында) үлгі ұстағышы көбінесе бериллийден жасалады, себебі оның шығаратын рентген сәулелерінің энергиясы зерттелетін көптеген материалдардың рентген сәулелерінен әлдеқайда төмен (≈100 эВ). Теватрон мен SLAC-те де осылай. Бериллийдің төмен тығыздығы соқтығысқан бөлшектердің айналасындағы детекторларға елеулі әсерсіз жетуіне мүмкіндік береді, оның беріктігі газбен өзара әрекеттесуді азайту үшін құбыр ішінде күшті вакуум жасауға мүмкіндік береді, оның жылулық тұрақтылығы абсолюттік нөлден бірнеше градус жоғары температурада да дұрыс жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, ал оның диамагниттік қасиеттері бөлшектер сәулелерін бағыттау және шоғырландыру үшін қолданылатын күрделі көп полюсті магнит жүйелеріне кедергі келтірмейді.

Механикалық қолдану

Бериллий металлының қаттылығы, жеңіл салмағы және кең температуралық диапазонда өлшемдік тұрақтылығының арқасында қорғаныс және аэроғарыш өнеркәсібінде жоғары жылдамдықты ұшақтарда, басқарылатын зымырандарда, ғарыш кемелерінде және спутниктерде, соның ішінде Джеймс Уэбб ғарыш телескопында жеңіл конструкциялық компоненттер ретінде қолданылады. Бірнеше сұйық отынмен жұмыс істейтін зымырандар таза бериллийден жасалған зымыран соплоларын (тұмсықтарын) пайдаланды. Бериллий ұнтағы ракеталық отын ретінде зерттелді, бірақ бұл қолданыс ешқашан іске аспады. Аз ғана жоғары деңгейдегі велосипед рамалары бериллийден жасалған. 1998 жылдан 2000 жылға дейін McLaren Formula One командасы бериллий-алюминий қорытпасы поршеньдері бар Mercedes Benz қозғалтқыштарын қолданды. Scuderia Ferrari ұсынған наразылықтан кейін бериллийлі қозғалтқыш компоненттерін пайдалануға тыйым салынды. Мысқа шамамен 2,0% бериллий қосылғанда, мыстан 6 есе мықты бериллий мысы деп аталатын қорытпа пайда болады. Бериллий қорытпалары серпімділігі, жоғары электр және жылу өткізгіштігі, жоғары беріктігі мен қаттылығы, магниттік емес қасиеттері, сондай-ақ коррозияға және шаршауға төзімділігінің арқасында көптеген қолданыстарда қолданылады. Бериллий жоғары сапалы фонограф картридждерінің инелеріндегі консольдер үшін де қолданылды, онда оның өте жоғары қаттылығы мен төмен тығыздығы жоғары жиілікті сигналдарды минималды бұрмалаумен қадағалап, басу салмағын 1 граммға дейін азайтуға мүмкіндік берді. Бериллийдің бұрынғы маңызды қолданылуы әскери ұшақтардың тежегіштерінде болды, себебі оның қаттылығы, жоғары балқу температурасы және жылуды тарату қабілеті ерекше болды. Қоршаған ортаға қатысты мәселелер басқа материалдарға ауысуға әкелді. JWST 33 K температураға тап болғандықтан, айнасы алтынмен қапталған бериллийден жасалған, ол шыныдан гөрі суыққа жақсы төзе алады. Бериллий шыныға қарағанда аз деформацияланады және осындай температурада біркелкілігін сақтайды. Осы себепті, Спитцер ғарыш телескопының оптикасы толығымен бериллий металлынан жасалған.

Магниттік қолдану

Бериллий магниттік емес. Сондықтан, бериллий негізінде жасалған материалдардан құралдарды теңіз күштерінің немесе әскери жарылғыш заттарды жою бригадалары теңіз миналарында немесе олардың жанында жұмыс істеу үшін пайдаланады, себебі мұндай миналарда көбінесе магниттік қозғалтқыштар болады. Олар сондай-ақ магниттік-резонанстық томография (МРТ) машиналарының жанындағы техникалық қызмет көрсету және құрылыс материалдарында да кездеседі, өйткені олардың құрамында жоғары магниттік өрістер туындайды. Радиобайланыс және қуатты (көбінесе әскери) радарлар саласында бериллийден жасалған қол құралдары жоғары магниттік клистрондарды, магнитрондарды, жүретін толқын құбырларын және т.б. реттеу үшін қолданылады, олар таратушыларда жоғары деңгейдегі микротолқын қуатын жасауға арналған.

Ядролық қолдану

Бериллийдің жұқа пластиналары немесе фольгалары кейде ядролық қару жобаларында термоядролық бомбалардың бастапқы сатыларындағы плутоний шұңқырларының ең сыртқы қабаты ретінде қолданылады, бөлінетін материалды қоршау үшін орналастырылады. Бериллийдің бұл қабаттары плутоний-239-дың ішке қарай қысылуына жақсы "итеруші" болып табылады, және олар бериллийдік реакторлардағыдай нейтрондарды жақсы шағылыстырады. Бериллийге гамма-сәулелермен бомбалау жасалатын гамма-ыдырау радиоизотоптарынан алынған нейтрондық көздер де зертханалық нейтрондарды өндіру үшін қолданылады. Бериллий сондай-ақ CANDU реакторлары үшін отын дайындауда қолданылады. Отын элементтерінің отын қаптамасына қарсылықты дәнекерлеу арқылы бекітілген кішкентай қосымшалары бар, олар Be-ді дәнекерлеу материалы ретінде пайдаланатын индукциялық дәнекерлеу процесін қолданады. Отын шоғыры мен оны қамтитын қысым түтігі арасында тікелей жанасуды болдырмау үшін төсемелі жақтаулар дәнекерленеді, ал элементтер арасындағы жанасуды болдырмау үшін элемент аралық аралық жақтаулар бекітіледі. Бериллий Еуропалық Торус ядролық синтез зерттеу зертханасында да қолданылады, және ол плазмамен жанасатын компоненттерді дайындау үшін ITER-де қолданылады. Бериллийдің жақсы механикалық, химиялық және ядролық қасиеттерінің үйлесіміне байланысты ядролық отын таяқшаларының қаптамасы ретінде де ұсынылған.

Акустика

Бериллийдің төмен салмағы және жоғары қаттылығы оны жоғары жиілікті динамик драйверлері үшін пайдалы материал етеді. Бериллийдің құны жоғары (титаннан әлдеқайда қымбат), оның нашар пластикалық қасиеттерінен қалыптастыру қиын, сондай-ақ дұрыс қолданылмаған жағдайда улы болуы мүмкін болғандықтан, бериллийден жасалған жоғары жиілікті динамиктер (твиттерлер) тек жоғары сапалы үй аудио жүйелерінде, кәсіби дыбыс жабдықтарында және үлкен залдарда қолданылады. Кейбір жоғары сапалы өнімдер осы материалдан жасалған деген жалған мәлімдемелер жасалған. Ал кейбір жоғары сапалы грампластинка ойнатқыштары (фонограф картридждері) іздеуді жақсарту үшін, массаны азайту мақсатында бериллийден жасалған инелік бөліктерді (кантиливерлерді) пайдаланған.

Электрондық

Бериллий – III-V қосылыс жартылай өткізгіштерде p-типті допант. Ол GaAs, AlGaAs, InGaAs және InAlAs сияқты молекулалық сәулелі эпитаксия (MBE) арқылы өсірілген материалдарда кеңінен қолданылады. Кроссты ролданған бериллий парағы – беттік монтаждау технологиясында басылған схемалық тақталар үшін тамаша құрылымдық тірек. Маңызды электрондық қолданыстарда бериллий құрылымдық тірек және жылуды таратушы ретінде қолданылады. Бұл қолданысқа алюминий және полиимидтік шыны субстраттарына жақсы сәйкес келетін жылулық кеңею коэффициенті де қажет. "E Материалдары" бериллий-бериллий оксидінің композиттері осы электрондық қолданыстар үшін арнайы жасалған және олардың қосымша артықшылығы – жылулық кеңею коэффициентін әртүрлі субстрат материалдарына бейімдеуге болады. Бериллий қосылыстары флуоресценттік шамдарда қолданылған, бірақ шамдарды жасаған жұмысшыларда бериллиоз ауруы пайда болғандықтан бұл қолданыс тоқтатылды.

Денсаулық сақтау

Бериллий - бірнеше тіс қорытпаларының құрамына кіретін элемент.

Биологиялық әсерлері

Адам ағзасында шамамен 35 микрограмм бериллий кездеседі, бұл зиянды деңгей деп есептелмейді. Бериллий химиялық тұрғыдан магнийге ұқсас болғандықтан, ферменттерден оны ығыстырып, олардың қалыпты жұмыс істеуін бұзуы мүмкін. Be2+ жоғары зарядталған және кішкентай ион болғандықтан, ол көптеген тіндер мен жасушаларға оңай өтуге қабілетті, онда ол жасуша ядроларын нысанаға алады, ДНК синтезіне қатысатын ферменттерді қоса алғанда, көптеген ферменттердің қызметін тежейді. Оның уыттылығы организмнің бериллий деңгейін реттеуге мүмкіндігі болмауымен күшейеді, ал біржола организмге енгеннен кейін бериллийді шығару мүмкін емес.

Ингаляция

Созылмалы бериллий ауруы (CBD), немесе бериллиоз – бериллиймен ластанған шаң немесе түтінді тыныс алу нәтижесінде туындайтын өкпе және жүйелік грануломатоздық ауру. Үлкен мөлшердегі шаңды қысқа мерзімде немесе аз мөлшердегі шаңды ұзақ мерзімде жұмыс істеу бұл ауруға алып келуі мүмкін. Аурудың белгілері дамуына дейін бес жылға дейін уақыт қажет болуы мүмкін; науқастардың шамамен үштен бірі қайтыс болады, ал қалғандары мүгедек болып қалады. Халықаралық қатерлі ісіктерді зерттеу агенттігі (IARC) бериллийді және бериллий қосылыстарын 1-ші категориядағы канцерогендер деп тізімдейді.

Кәсіби әсер ету

АҚШ-та Еңбек қауіпсіздігі және денсаулық сақтау басқармасы (OSHA) бериллий мен бериллий қосылыстары үшін рұқсат етілген әсер ету шегін (PEL) 8 сағаттық уақыт бойынша орташа (TWA) ретінде 0,2 мкг/м3 және 15 минуттық үлгі алу кезеңінде 2,0 мкг/м3 қысқа мерзімді әсер ету шегін белгіледі. Ұлттық еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау институты (NIOSH) ұсынылатын әсер ету шегінің (REL) жоғарғы шегін 0,5 мкг/м3 деп белгіледі. IDLH (өмір мен денсаулыққа дереу қауіпті) мәні 4 мг/м3 құрайды. Бериллийдің уыттылығы арсеник және сынап сияқты басқа уытты металлоидтармен/металдармен бірдей деңгейде. Жұмыс орнында бериллийге ұшырау иммундық жүйенің сезімталдануына және уақыт өте келе бериллиозға әкелуі мүмкін. Америка Құрама Штаттарының Ұлттық еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау институты (NIOSH) бериллий өнімдерін өндіретін ірі компаниямен бірлесіп осы әсерлерді зерттейді. NIOSH сондай-ақ осы ынтымақтастықтан тәуелсіз түрде сезімталдану және КБР (CBD) бойынша генетикалық зерттеулер жүргізеді. Бериллийді көмір шлагында табуға болады. Шлак бояу мен тотты қатты беттерден сыпыру үшін абразивтік зат ретінде қолданылғанда, бериллий ауаға таралып, әсер ету көзіне айналуы мүмкін. Бериллий қосылыстарын флуоресцентті шамдарда қолдану 1949 жылы тоқтатылғанымен, ядролық және аэроғарыш өнеркәсібінде, бериллий металлын тазартуда және бериллийі бар қорытпаларды балқытуда, электрондық құрылғыларды өндіруде және басқа бериллийі бар материалдарды өңдеуде бериллийге ұшырау мүмкіндігі сақталады.

Анықтау

Алғашқы зерттеушілер бериллийді және оның әртүрлі қосылыстарын тәтті дәмінен анықтаудың өте қауіпті тәжірибесін жүзеге асырды. Ауадағы және беттердегі бериллийді анықтауға арналған заманауи тест әзірленді және халықаралық ерікті келісім стандарты ретінде ASTM D7202 нөмірімен жарияланды. Процедурада бериллий сульфондалған гидроксибензохинолинмен байланысқан күйде сұйылтылған аммоний бифторидін еріту үшін пайдаланылады және флуоресценция арқылы анықталады, бұл жұмыс орнында бериллий концентрациясының ұсынылған лимитінен 100 есеге дейін сезімтал анықтауға мүмкіндік береді. Флуоресценция бериллий концентрациясының артуымен бірге артады. Жаңа процедура әртүрлі беттерде сәтті сынақтан өтті және өте төмен концентрациядағы (ASTM D7458) отқа төзімді бериллий оксиді мен кремнийлі бериллийді еріту және анықтау үшін тиімді. NIOSH Аналитикалық әдістерінің нұсқаулығында бериллийге кәсіби жолда қысымның әсерін өлшеу әдістері қамтылған.