Beryllium ist einzigartig stark und leicht und wird zur Herstellung von Mobiltelefonen, Raketen und Flugzeugen verwendet. Aber Arbeiter, die mit dem Metall umgehen, müssen aufpassen, da Beryllium in der Luft als hochgiftig bekannt ist.Benannt nach Beryllos, dem griechischen Namen für das Mineral Beryll, war das Element ursprünglich als Glucinium bekannt — aus dem griechischen Glykys, was „süß“ bedeutet —, um seinen charakteristischen Geschmack widerzuspiegeln. Die Chemiker, die diese einzigartige Eigenschaft von Beryllium entdeckten, stellten jedoch auch fest, dass es tatsächlich hochgiftig ist und daher niemals verkostet werden sollte, so Jefferson Lab. Tatsächlich sollten das Metall, seine Legierungen und Salze nur gemäß bestimmten Arbeitsvorschriften gehandhabt werden. Beryllium wird auch von der Internationalen Agentur für Krebsforschung als Karzinogen eingestuft und kann Lungenkrebs bei Menschen verursachen, die täglich Beryllium ausgesetzt sind, da sie das Metall abbauen oder verarbeiten müssen, sagte Dr. Lew Pepper, ein medizinischer Forscher am Queens College Center für die Biologie natürlicher Systeme in New York.

Trotz seiner Toxizität ist das Element aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften sehr nützlich. Zum Beispiel ist es eines der leichtesten Metalle und hat einen der höchsten Schmelzpunkte unter den Leichtmetallen, nach dem Los Alamos National Laboratory. Stahlgrau in der Farbe, Berylliums Elastizitätsmodul ist etwa ein Drittel größer als Stahl. Beryllium ist unmagnetisch und beständig gegen konzentrierte Salpetersäure. Es hat auch überlegene wärmeleitfähigkeit und widersteht oxidation in luft in normalen temperaturen.

Nur die Fakten

• Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern): 4
• Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente): Be
• Atomgewicht (durchschnittliche Masse des Atoms): 9,012182
• Dichte: 1,85 Gramm pro Kubikzentimeter
• Phase bei Raumtemperatur: Fest
• Schmelzpunkt: 2.348. 6 grad Fahrenheit (1.287 Grad Celsius)
• Siedepunkt: 4.479.8 F (2.471 C)
• Anzahl der Isotope (Atome desselben Elements mit einer anderen Anzahl von Neutronen): 12, einschließlich eines stabilen Isotops.
• Häufigste Isotope: 9Be (Natürliche Häufigkeit: 100 Prozent)
• Beryllium Entdeckung und Verwendung

Beryllium wurde 1798 vom französischen Chemiker Louis Nicolas Vauquelin entdeckt, der es in der Oxidform in Beryll und einer grün gefärbten Beryll-Sorte, Smaragd, fand.Das Metall wurde 1828 von zwei Chemikern, Friedrich Wölhler aus Deutschland und Antoine Bussy aus Frankreich, isoliert, die unabhängig voneinander Berylliumchlorid (BeCl2) mit Kalium in einem Platintiegel reduzierten, so das Jefferson Lab. Heutzutage wird Beryllium typischerweise aus den Mineralien Beryll und Bertrandit in einem chemischen Prozess oder durch Elektrolyse einer Mischung aus geschmolzenem Berylliumchlorid und Natriumchlorid gewonnen, berichtet das Jefferson Lab.Beryllium kommt laut Los Alamos National Laboratory in etwa 30 Mineralarten vor, darunter Bertrandit, Beryll, Chrysoberyll und Phenacit. Beryll und Bertrandit sind die wichtigsten kommerziellen Quellen des Elements und seiner Verbindungen.Beryllium wird mit Kupfer oder Nickel legiert, um Federn, Gyroskope, elektrische Kontakte, Punktschweißelektroden und funkenfreie Werkzeuge herzustellen, so die Royal Society of Chemistry. Andere Berylliumlegierungen werden in Hochgeschwindigkeitsflugzeugen und Raketen sowie in Raumfahrzeugen und Kommunikationssatelliten verwendet. Berylliumkupfer wird auch in Windschutzscheibenrahmen, Bremsscheiben, Stützträgern und anderen strukturellen Komponenten des Space Shuttles verwendet.

Beryllium wird dank seines geringen thermischen Neutronenabsorptionsquerschnitts in Kernreaktoren als Reflektor oder Moderator eingesetzt. Darüber hinaus macht der hohe Schmelzpunkt von Berylliumoxid es zu einem nützlichen Material für nukleare Arbeiten und keramische Anwendungen, so das Los Alamos National Laboratory.

Wer wusste?

• Smaragd, Morganit und Aquamarin sind kostbare Formen von Beryll. Einige der ältesten Smaragdminen wurden von den Römern in der östlichen Wüste Ägyptens vor etwa 2.000 Jahren entwickelt, so der US Geological Survey.
• Berylliumhaltige Materialien werden laut Beryllium Science & Technology Association in Mobiltelefonen, anderen tragbaren Geräten und Kameras verwendet.
• Beryllium ist auch in Teilen der analytischen Ausrüstung vorhanden, die verwendet wird, um Blut auf HIV und andere Krankheiten zu testen, berichtet die Beryllium Science & Technology Association.Beryllium spielte eine Rolle bei der Entdeckung des Neutrons, als James Chadwick Beryllium mit Alphateilchen bombardierte und das subatomare Teilchen ohne elektrische Nettoladung entdeckte.
• Beryllium war laut NASA der Hauptbestandteil für die Herstellung von Spiegeln im James Webb Space Telescope der NASA.
• Die Europäische Kommission listet Beryllium als einen der 20 kritischen Rohstoffe für die Europäische Union auf.Das US-Verteidigungsministerium stuft Beryllium als strategisches und kritisches Material ein, da es laut dem US Geological Survey in Produkten enthalten ist, die für die nationale Sicherheit unerlässlich sind.
• Die Vereinigten Staaten sind die weltweit führende Quelle und Produzent von Beryllium. Tatsächlich war nur eine Mine in Spor Mountain, Utah, die Quelle von mehr als 85 Prozent des Berylliums, das 2010 weltweit ausgegraben wurde, berichtet die USGS.Beryllium ist für Röntgenstrahlen hochtransparent und wird daher laut Jefferson Lab in Fenstern für Röntgenröhren verwendet.Louis Nicolas Vauquelin – der Chemiker, der Beryllium entdeckte, entdeckte auch ein anderes Element — Chrom.

Aktuelle Forschung

Beryllium ist seit langem ein Thema von Interesse für Forscher, die seine gesundheitsschädlichen Auswirkungen bei Menschen untersucht haben, die dem Metall täglich über einen längeren Zeitraum ausgesetzt sind. Dieses Risiko gilt jedoch nicht für Personen in der Allgemeinbevölkerung, die nicht mit Beryllium umgehen, sagte Pepper.“Beryllium wird schädlich, wenn es zu einem Partikel in der Luft erzeugt wird … der eingeatmet wird und in die Lunge absteigt, und es kann eine immunologische Reaktion im Individuum haben“, sagte Pepper Live Science. Diese immunologische Reaktion, Berylliumsensibilisierung genannt, kann sich dann zu einer chronischen Berylliumkrankheit entwickeln, die eine Vernarbung des Lungengewebes verursacht und tödlich sein kann. Es gibt derzeit keine Heilung für die Krankheit, deren Fortschreiten durch Medikamente, Sauerstofftherapie und Lungentransplantationen in schweren Fällen verlangsamt werden kann, so das San Francisco Medical Center der University of California.Interessanterweise werden nicht alle, die potenziell schädlichen Mengen an Beryllium ausgesetzt sind, eine allergische, potenziell tödliche Reaktion erfahren. „Es gibt eine genetische Anfälligkeitskomponente, was bedeutet, dass nicht jeder, der exponiert ist, Gefahr läuft, eine Sensibilisierung und dann eine chronische Berylliumkrankheit zu entwickeln“, sagte Pepper. „Zum größten Teil hängt es von einer genetischen Anfälligkeit ab“, sagte er.Etwa 85 Prozent der Menschen, die nach der Exposition eine chronische Berylliumkrankheit entwickeln, haben ein Protein des Immunsystems, das als HLA-DP2 bekannt ist, so eine aktuelle Studie, die im Juli 2014 in der Zeitschrift Cell veröffentlicht wurde. In der Studie stellten die Forscher fest, dass die Körper von Menschen, die dieses Protein haben, eine einzigartige molekulare „Tasche“ bilden, die Berylliumionen einfängt und eine Entzündungsreaktion in der Lunge auslöst.“Das Immunsystem sieht Beryllium nicht wirklich“, sagte Studienautor John Kappler, ein Forscher bei National Jewish Health, in einer Erklärung. „Das Beryllium verändert die Form von ansonsten harmlosen Selbstpeptiden, so dass T-Zellen sie als fremd und gefährlich erkennen.“ (T-Zellen sind weiße Blutkörperchen, die für die Immunität unerlässlich sind. Er fügte hinzu, dass die neuen Erkenntnisse eines Tages zu neuen therapeutischen Strategien zur Behandlung und Vorbeugung der chronischen Berylliumkrankheit führen könnten.

Datierung geologischer Ereignisse mit Beryllium

Mit einer Technik, die als kosmogene Nukliddatierung bekannt ist, können Wissenschaftler bestimmen, wie lange Gesteine der Luft ausgesetzt waren, indem sie ihren Gehalt an Beryllium-10, einem radioaktiven Isotop von Beryllium, messen. Kosmogenes Nuklid Dating wird oft verwendet, um die Daten wichtiger geologischer Ereignisse zu bestimmen, wie Gletschervorstöße und Rückzüge, Felsrutschen, Meteoreinschläge und Lavaströme.

Zum Beispiel haben Felsbrocken, die auf dem Haufen landen, nach einer Felslawine Oberflächen, die zum ersten Mal dem Himmel ausgesetzt sind. Partikel aus einfallender kosmischer Strahlung (energiereiche Strahlung aus dem Weltraum) treffen auf diese Felsbrockenoberflächen und erzeugen Beryllium-10. Je länger die Oberfläche exponiert ist, desto größer ist die Menge an Beryllium-10, so die University of Utah.In einer aktuellen Studie führten Forscher der University of Utah die erste rigorose Analyse eines Erdrutsches durch, der vor Tausenden von Jahren im heutigen Zion National Park in Utah stattgefunden hatte. Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, dass der flache Boden dieses Parks zuvor ein See war, der ursprünglich entstand, als eine massive Felslawine den Virgin River staute, aber es war noch unklar, wann genau dieser Erdrutsch stattfand. Um dies herauszufinden, analysierten die Forscher den Gehalt an Beryllium-10 in 12 Felsbrocken aus der Region.Ihre Ergebnisse kommen zu dem Schluss, dass die Felslawine vor etwa 4.800 Jahren als ein einzelnes Ereignis aufgetreten ist, mit einer Reihe von Unsicherheiten, die nach Angaben der University of Utah 400 Jahre dauern oder dauern. Ihre Arbeit wurde 2016 in GSA Today, dem Journal der Geological Society of America, veröffentlicht.

Zusätzliche Berichterstattung von Traci Pedersen, Live Science Contributor. Folgen Sie Live Science @livescience, Facebook & Google+.