חומר המפתח של שמש מלאכותית - בריליום

כפי שכולנו יודעים, למדינה שלי יש עמדה דומיננטית ענקית בתחום כדור הארץ הנדירים.בין אם מדובר ברזרבות ובין אם מדובר בייצור, הוא מספר 1 בעולם, המספק 90% ממוצרי אדמה נדירים לעולם.משאב המתכת שאני רוצה להציג בפניכם היום הוא חומר בעל דיוק גבוה בתחום התעשייה האווירית והצבאית, אבל התפוקה והעתודות הגדולות בעולם תפוסות על ידי ארצות הברית, והתפוקה המקומית של ארצי לא יכולה לעמוד בביקוש, אז צריך לייבא אותו מחו"ל.אז באיזה משאב מתכת מדובר?זהו מכרה הבריליום המכונה "ישן בבריל".

בריליום היא מתכת לא-ברזלית אפרפרה-לבנה שהתגלתה מהבריל.בעבר, ההרכב של בריל (בריליום אלומיניום סיליקט) נחשב בדרך כלל לסיליקט אלומיניום.אבל בשנת 1798, הכימאי הצרפתי ווקרלנד מצא באמצעות ניתוח כי בריל מכיל גם יסוד לא ידוע, והיסוד הלא ידוע הזה היה בריליום.

בשנים האחרונות, המדינה שלי עשתה פריצות דרך מתמשכות בפרויקט "שמש מלאכותית", שהביאה גם את אלמנט המתכת הלא ידוע הזה לעין הציבור.כולנו יודעים שטמפרטורת הפלזמה שנוצרת מההיתוך התרמו-גרעיני של "השמש המלאכותית" עולה על 100 מיליון מעלות צלזיוס.גם אם יונים אלה בטמפרטורה גבוהה מרחפים ואינם באים במגע עם הדופן הפנימית של תא התגובה, הדופן הפנימית נדרשת לעמוד בטמפרטורות גבוהות במיוחד.

"הקיר הראשון של השמש המלאכותית" שפותח באופן עצמאי על ידי מדענים סינים, הפונה ישירות לדופן הפנימית של חומר ההיתוך בטמפרטורה גבוהה, עשוי בריליום בטוהר גבוה שטופל במיוחד, בעל אפקט בידוד חום יוצא דופן וניסויי היתוך תרמו-גרעיני. לבנות "חומת אש".בשל התכונות הגרעיניות הטובות של בריליום, הוא גם ממלא תפקידים חשובים רבים בתעשיית הכוח הגרעיני, כמו לשמש כ"מנחה נייטרונים" לכורים גרעיניים כדי להבטיח ביקוע גרעיני תקין;שימוש בתחמוצת בריליום לייצור מחזירי נויטרונים וכו'.

למעשה, בריליום אינו רק "בשימוש חוזר" בתעשייה הגרעינית, אלא גם בחומר בעל דיוק גבוה בתעשייה האווירית והצבאית.אתה יודע, בריליום היא אחת המתכות הנדירות הקלות ביותר, עם סדרה של תכונות מצוינות, כגון צפיפות נמוכה, נקודת התכה גבוהה, מוליכות תרמית טובה, רפלקטיביות טובה לאור אינפרא אדום וכו'. תכונות מצוינות אלו הופכות אותו לשימוש נרחב בתעופה וחלל. תעשיות צבאיות.מגוון רחב של יישומים.

קחו למשל חלליות, המדד של "הפחתת משקל" הוא תובעני ביותר.כמתכת קלה, הבריליום הוא פחות צפוף מאלומיניום וחזק יותר מפלדה.הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור מסגרות בסיס וקורות עבור לוויינים מלאכותיים וחלליות.עמודים וסבכים קבועים וכו' מובן שבמטוס גדול יש גם אלפי חלקים העשויים מסגסוגת בריליום.בנוסף, מתכת בריליום משמשת גם בייצור מערכות ניווט אינרציאליות ומערכות אופטיות.בקיצור, בריליום הפך לחומר הכרחי ויקר ערך עבור מוצרי היי-טק רבים.

באספקת משאב המתכת החשוב הזה, לארצות הברית יש יתרון עצום.מנקודת המבט של הרזרבות, לפי נתונים שפרסם המכון הגיאולוגי של ארה"ב, נכון לשנת 2016, הרזרבות העולמיות של בריליום היו 100,000 טון, מתוכם היו לארצות הברית 60,000 טון, המהווים 60% מהעתודות העולמיות.מבחינת ייצור, ארצות הברית היא עדיין הגדולה בעולם.בשנת 2019, ייצור הבריליום העולמי היה 260 טון, מתוכם ייצרה ארה"ב 170 טון, המהווים כ-65% מסך העולם.

התפוקה של ארצנו היא רק חלק קטן מזה של ארצות הברית, 70 טון, וזה לא מספיק לשימוש שלנו.עם ההתפתחות המהירה של תעשיית התעופה והחלל, האנרגיה הגרעינית והמכשירים האלקטרוניים ותעשיות אחרות של ארצי, גם צריכת הבריליום עלתה באופן משמעותי.לדוגמה, בשנת 2019, הביקוש של ארצי לבריליום הגיע ל-81.8 טון, עלייה של 23.4 טון לעומת השנה הקודמת.

לכן, הייצור המקומי אינו יכול לעמוד בביקוש, והוא נאלץ להסתמך על יבוא.ביניהם, בשנת 2019, ארצי ייבאה 11.8 טונות של בריליום לא מעובד, בסכום כולל של 8.6836 מיליון דולר אמריקאי.בדיוק בגלל המחסור בבריליום, משאבי הבריליום של ארצי מסופקים כיום באופן מועדף לתחומי הצבא והחלל.

אתם עשויים לחשוב שמכיוון שתפוקת הבריליום בארצות הברית כל כך גבוהה, יש לייצא אותו לסין ולשווקים אחרים בכמויות גדולות.למעשה, כמדינה המפותחת ביותר בעולם, ארצות הברית הקימה מזה זמן רב מערכת תעשייתית שלמה לכריית עפרות בריליום, מיצוי והתכה לעיבוד מתכת וסגסוגת בריליום.עפרות הבריליום שהוא כורה לא ייצאו ישירות כמו מדינות אחרות המבוססות על משאבים.

ארה"ב אף צריכה לייבא מקזחסטן, יפן, ברזיל ומדינות נוספות, באמצעות עיבוד נוסף למוצרים מוגמרים למחצה או מזוקקים, שחלקם ישמש את עצמה, והשאר ייצאו למדינות מפותחות כדי לייצר הרבה של כסף.ביניהם, לחברה האמריקאית Materion יש אמירה גדולה בתעשיית הבריליום.זהו היצרן היחיד בעולם שיכול לייצר את כל מוצרי הבריליום.מוצריה לא רק עונים על הביקוש המקומי בארצות הברית, אלא מספקים גם לכל מדינות המערב.

כמובן, אנחנו לא צריכים לדאוג להיות "נתקעים" על ידי ארצות הברית בתעשיית הבריליום.אתה יודע, סין ורוסיה הן גם מדינות עם מערכת תעשייתית של בריליום בנוסף לארה"ב, אבל הטכנולוגיה הנוכחית עדיין נחותה מעט מזו של ארה"ב.ומנקודת המבט של הרזרבות, למרות שמשאבי הבריליום של סין אינם גדולים כמו אלה של ארצות הברית, הם עדיין עשירים.בשנת 2015, הרזרבות הבסיסיות המוכרזות של משאבי בריליום של ארצי הגיעו ל-39,000 טון, במקום השני בעולם.עם זאת, עפרות הבריליום במדינה שלי הן בדרגה נמוכה ועלות כרייה גבוהה יחסית, כך שהתפוקה לא יכולה לעמוד בביקוש, וחלק ממנה מיובא מחו"ל.

נכון לעכשיו, המכון הצפון-מערבי לחומרי מתכת נדירים הוא הבסיס היחיד למחקר ועיבוד בריליום במדינה שלי, עם טכנולוגיית מו"פ ויכולת ייצור מובילה מקומית.מאמינים שעם פריצת הדרך המתמשכת של הטכנולוגיה שלה, תעשיית הבריליום של ארצי תדביק בהדרגה את הרמה המתקדמת בעולם.


זמן פרסום: 28 באפריל 2022