unikt stark och lätt, beryllium används för att göra mobiltelefoner, missiler och flygplan. Men arbetare som hanterar metallen måste se upp, eftersom luftburet beryllium har varit känt för att vara mycket giftigt.
uppkallad efter beryllos, det grekiska namnet på mineralet beryl, var elementet ursprungligen känt som glucinium — från grekiska glykys, vilket betyder ”söt” – för att återspegla dess karakteristiska smak. Men kemisterna som upptäckte denna unika egenskap hos beryllium fann också att det faktiskt är mycket giftigt och därför aldrig bör smakas, enligt Jefferson Lab. Faktum är att metallen, dess legeringar och salter endast ska hanteras i enlighet med specifika arbetskoder. Beryllium klassificeras också som cancerframkallande av International Agency for Research on Cancer och det kan orsaka lungcancer hos personer som utsätts för beryllium dagligen på grund av sina yrken som kräver att de bryter eller bearbetar metallen, säger Dr. Lew Pepper, en medicinsk forskare vid Queens College Center för Biologi av naturliga system i New York.
trots dess toxicitet är elementet mycket användbart på grund av dess unika egenskaper. Det är till exempel en av de lättaste metallerna och har en av de högsta smältpunkterna bland de lätta metallerna, enligt Los Alamos National Laboratory. Stålgrå färg, berylliums elasticitetsmodul är ungefär en tredjedel större än stål. Beryllium är icke-magnetiskt och resistent mot koncentrerad salpetersyra. Den har också överlägsen värmeledningsförmåga och motstår oxidation i luft vid normala temperaturer.
bara fakta
- atomnummer (antal protoner i kärnan): 4
- Atomsymbol (på elementets periodiska tabell): vara
- atomvikt (atomens genomsnittliga massa): 9.012182
- densitet: 1.85 gram per kubikcentimeter
- fas vid rumstemperatur: fast
- Smältpunkt: 2,348.6 grader Fahrenheit (1,287 grader Celsius)
- kokpunkt: 4,479.8 F (2,471 C)
- antal isotoper (atomer av samma element med ett annat antal neutroner): 12, inklusive en stabil isotop.
- vanligaste isotoper: 9Be (naturlig överflöd: 100 procent)
- Beryllium upptäckt och användning
Beryllium upptäcktes 1798 av den franska kemisten Louis Nicolas Vauquelin, som fann den i oxidformen i beryl och en grönfärgad variation av beryl, smaragd.Metallen isolerades 1828 av två kemister, Friedrich W Biklhler från Tyskland och Antoine Bussy från Frankrike, som självständigt reducerade berylliumklorid (BeCl2) med kalium i en platinadegel, enligt Jefferson Lab. Dessa dagar erhålls beryllium typiskt från mineralerna beryl och bertrandit i en kemisk process eller genom elektrolys av en blandning av smält berylliumklorid och natriumklorid, rapporterar Jefferson Lab.
Beryllium finns i cirka 30 mineralarter, inklusive bertrandit, beryl, chrysoberyl och fenacit, enligt Los Alamos National Laboratory. Beryl och bertrandit är de viktigaste kommersiella källorna till elementet och dess föreningar.
Beryllium legeras med koppar eller nickel för att göra fjädrar, gyroskop, elektriska kontakter, punktsvetselektroder och icke-gnistverktyg, enligt Royal Society of Chemistry. Andra berylliumlegeringar används i höghastighetsflygplan och missiler samt rymdfarkoster och kommunikationssatelliter. Beryllium koppar används också i vindrutan ram, bromsskivor, stödbalkar och andra strukturella komponenter i rymdfärjan.
tack vare dess låga termiska neutronabsorptionstvärsnitt används beryllium i kärnreaktorer som reflektor eller moderator. Dessutom gör den höga smältpunkten för berylliumoxid det till ett användbart material för kärnarbete och keramiska applikationer, enligt Los Alamos National Laboratory.
Vem visste?
- smaragd, Morganit och akvamarin är värdefulla former av beryl. Några av de äldsta smaragdgruvorna utvecklades av romarna i Egyptens östra Öken för cirka 2000 år sedan, enligt US Geological Survey.
- Berylliuminnehållande material används i mobiltelefoner, andra bärbara enheter och kameror, enligt Beryllium Science & Technology Association.
- Beryllium finns också i delar av analysutrustningen som används för att testa blod för HIV och andra sjukdomar, Beryllium Science & Technology Association rapporterar.
- Beryllium spelade en roll i upptäckten av neutronen när James Chadwick bombarderade beryllium med alfapartiklar och upptäckte den subatomära partikeln utan elektrisk laddning.
- Beryllium var den primära ingrediensen som användes för att göra speglar i NASA: s James Webb Space Telescope, enligt NASA.
- Europeiska kommissionen listar beryllium som en av de 20 kritiska råvarorna för Europeiska unionen.det amerikanska försvarsdepartementet klassificerar beryllium som ett strategiskt och kritiskt material som det finns i produkter som är väsentliga för nationell säkerhet, enligt US Geological Survey.
- USA är världens ledande berylliumkälla och producent. Faktum är att bara en gruva på Spor Mountain, Utah, var källan till mer än 85 procent av beryllium som grävts ut över hela världen 2010, rapporterar USGS.
- Beryllium är mycket transparent för röntgenstrålar och används därför i fönster för röntgenrör, enligt Jefferson Lab.Louis Nicolas Vauquelin-kemisten som upptäckte beryllium upptäckte också ett annat element-krom.
aktuell forskning
Beryllium har länge varit ett ämne av intresse för forskare som har undersökt dess skadliga effekter på hälsan hos personer som utsätts för metallen dagligen under långa perioder. Denna risk gäller dock inte för personer i den allmänna befolkningen som faktiskt inte hanterar beryllium, sa Pepper.
”Beryllium blir skadligt när det genereras till ett luftburet partiklar … som inhaleras och faller ner i lungorna, och det kan ha ett immunologiskt svar hos individen”, berättade Pepper Live Science. Detta immunologiska svar, kallat beryllium sensibilisering, kan sedan utvecklas till kronisk berylliumsjukdom, vilket orsakar ärrbildning i lungvävnaden och kan vara dödlig. Det finns för närvarande inget botemedel mot sjukdomen, vars progression kan bromsas av medicinering, syrebehandling och lungtransplantationer i svåra fall, enligt University of California San Francisco Medical Center.intressant är att inte alla som utsätts för potentiellt skadliga nivåer av beryllium kommer att uppleva en allergisk, potentiellt dödlig reaktion. ”Det finns en genetisk känslighetskomponent, vilket innebär att inte alla som utsätts riskerar att utveckla sensibilisering, då kronisk berylliumsjukdom,” sa Pepper. ”För det mesta beror det på en genetisk mottaglighet,” sa han.
cirka 85 procent av personer som utvecklar kronisk berylliumsjukdom efter att ha blivit utsatta har ett immunsystemprotein som kallas HLA-DP2, enligt ny forskning som publicerades i juli 2014 i tidskriften Cell. I studien bestämde forskare att kropparna hos människor som har detta protein skapar en unik molekylär ”ficka” som fångar berylliumjoner och utlöser ett inflammatoriskt svar i lungorna.
”immunsystemet ser faktiskt inte ”beryllium”, säger studieförfattaren John Kappler, forskare vid National Jewish Health, i ett uttalande. ”Beryllium förändrar formen på annars oskyldiga självpeptider så att T-celler känner igen dem som främmande och farliga.”(T-celler är vita blodkroppar som är väsentliga för ens immunitet.) Han tillade att de nya resultaten en dag kan leda till nya terapeutiska strategier för att behandla och förebygga kronisk berylliumsjukdom.
Dating geologiska händelser med beryllium
med hjälp av en teknik som kallas kosmogen nukliddating kan forskare bestämma hur länge stenar har utsatts för luften genom att mäta deras nivåer av beryllium-10, en radioaktiv isotop av beryllium. Kosmogen nukliddating används ofta för att bestämma datum för viktiga geologiska händelser, såsom glaciärframsteg och retreater, bergrutschbanor, meteorpåverkan och lavaflöden.
till exempel, efter en stenskred, har stenblock som landar ovanpå högen ytor som utsätts för himlen för första gången. Partiklar från inkommande kosmiska strålar (högenergistrålning från yttre rymden) börjar slå dessa stenytor och skapa beryllium-10. Ju längre ytan utsätts, desto större är mängden beryllium-10, enligt University of Utah.
i en ny studie genomförde forskare vid University of Utah den första rigorösa analysen hittills ett jordskred som hade inträffat för tusentals år sedan i det som nu är Zion National Park i Utah. Forskare har under en tid vetat att det platta golvet i denna park tidigare var en sjö som ursprungligen skapades när en massiv bergskred dammade upp Jungfrufloden, men det var fortfarande oklart exakt när detta jordskred inträffade. För att ta reda på analyserade forskarna nivåerna av beryllium-10 i 12 stenblock som tagits från området.
deras resultat drar slutsatsen att rock lavin inträffade för cirka 4800 år sedan som en enda händelse, med en rad osäkerhet som ger eller tar 400 år, enligt University of Utah. Deras arbete publicerades 2016 i GSA Today, journal of the Geological Society of America.
ytterligare rapportering av Traci Pedersen, Live Science bidragsgivare. Följ Live Science @livescience, Facebook & Google+.