エメラルドの結晶の一種で、ベリルと呼ばれるまばゆい宝石があります。かつては貴族の宝物でしたが、今では勤労者の宝物となっています。
ベリルも宝物と見なすのはなぜですか？これは見た目が美しく魅力的なためではなく、貴重なレアメタルであるベリリウムが含まれているためです。
「ベリリウム」の意味は「エメラルド」です。約30年後、人々は酸化ベリリウムと塩化ベリリウムを活性金属のカルシウムとカリウムで還元し、純度の低い最初の金属ベリリウムを得ました。ベリリウムが小規模に処理されるまでには、さらに 70 年近くかかりました。過去 30 年間、ベリリウムの生産量は年々急増しています。現在、ベリリウムの「隠し名前」の時代は過ぎ、毎年数百トンのベリリウムが生産されています。
これを見て、一部の子供は次のような質問をするかもしれません: なぜベリリウムはこれほど早く発見されたのに、その産業への応用はこれほど遅かったのですか?
その鍵はベリリウムの精製にあります。ベリリウム鉱石からベリリウムを精製することは非常に難しく、ベリリウムは特に「きれいにする」のが好きです。ベリリウムに不純物が少しでも含まれている限り、その性能は大きく影響を受けます。変化し、多くの良い性質を失います。
もちろん、現在では状況は大きく変わり、現代の科学的方法を使用して、非常に高純度の金属ベリリウムを製造できるようになりました。ベリリウムの特性の多くはよく知られています。その比重はアルミニウムの 3 分の 1 です。その強度は鋼に似ており、熱伝達能力は鋼の 3 倍で、金属の良導体です。X線を透過する能力は最強で、「メタルガラス」を持っている。
「軽金属の鋼」と言われるほどの優れた特性を持っています！
不屈のベリリウムブロンズ
当初、製錬技術が標準に達していなかったため、製錬されたベリリウムには、もろく、加工が難しく、加熱すると酸化しやすい不純物が含まれていました。そのため、少量のベリリウムは、X 線管の光透過窓などの特殊な状況でのみ使用されました。、ネオンライトのパーツなど
その後、人々はベリリウムの応用のための広く重要な新しい分野を切り開いた - 合金の製造、特にベリリウム銅合金 - ベリリウム青銅の製造。
ご存知のように、銅は鋼よりもはるかに柔らかく、弾力性や耐腐食性に劣ります。しかし、ベリリウムを銅に加えると、銅の特性が劇的に変化しました。ベリリウムを 1% ～ 3.5% 含むベリリウム青銅は、優れた機械的特性、強化された硬度、優れた弾性、高い耐食性、および高い電気伝導性を備えています。ベリリウム青銅製のバネは、何億回も圧縮できます。
不屈のベリリウム青銅は、近年、深海探査機や海底ケーブルの製造に使用されており、海洋資源の開発に大きな意味を持っています。
ニッケル含有ベリリウム青銅のもう 1 つの重要な特徴は、叩いても火花が出ないことです。この機能は、ダイナマイト工場に役立ちます。可燃性および爆発性の物質は、火を見ると爆発する爆発物や起爆装置などの火を恐れていると思います。また、鉄のハンマーやドリルなどの工具は、使用すると火花を放ちます。明らかに、このニッケル含有ベリリウム青銅を使用してこれらのツールを作成するのに最適です。また、ニッケル含有ベリリウム青銅は磁石に引き付けられず、磁場によっても磁化されないため、耐磁性部品の作成に適しています。材料。
先ほどベリリウムに「金属ガラス」というあだ名があると言いましたよね？近年、比重が小さく、強度が高く、弾力性に優れたベリリウムが、高精度テレビファックスの反射板として使用されています。効果は非常に高く、写真を送信するのに数分しかかかりません。
原子ボイラーの「ハウジング」を作る
ベリリウムには多くの用途がありますが、多くの元素の中で、まだ未知の「小さな人」であり、人々の注目を集めていません。しかし、1950 年代になると、ベリリウムの「運命」は好転し、科学者にとって注目の商品となりました。
どうしてこれなの？それは次のようなものであることが判明しました：無石炭ボイラー、つまり原子炉では、核から大量のエネルギーを解放するために、核を分裂させる大きな力で核を砲撃する必要があります。砲弾デポで固体爆薬を砲撃するのと同じように、爆薬デポを爆発させるのと同じです。核を砲撃するために使用される「砲弾」は中性子と呼ばれ、ベリリウムは多数の中性子砲弾を提供できる非常に効率的な「中性子源」です。原子ボイラーで中性子だけを「点火」するだけでは十分ではありません。着火後は、本当に「着火・燃焼」させる必要があります。
中性子が原子核に衝突し、原子核が分裂して原子エネルギーが放出され、同時に新しい中性子が生成されます。新しい中性子の速度は非常に速く、秒速数万キロメートルに達します。そのような高速中性子は、他の原子核に容易に衝突し続け、1 対 2、2 対 4 の新たな分裂を引き起こすことができるように、速度を落として低速中性子に変えなければなりません。ベリリウムは中性子に対して強力な「制動」能力を持っているため、ボイラーは実際に「燃焼」しており、原子炉内で非常に効率的な減速材になっています。
これは言うまでもなく、中性子が原子炉から流出するのを防ぐために、原子炉の周りに「コードン」（中性子反射体）を設置して、「国境を越え」ようとする中性子が原子炉に戻るように命じる必要があることは言うまでもありません。反応領域。このようにして、一方では、目に見えない光線が人間の健康に害を及ぼすのを防ぎ、スタッフの安全を守ることができます。一方、逃げる中性子の数を減らし、「弾薬」を節約し、核分裂の円滑な進行を維持することができます。
酸化ベリリウムは、比重が小さく、硬度が高く、融点が摂氏 2,450 度と高く、鏡が光を反射するように中性子を反射することができます。原子ボイラーの「家」を作るのに適した素材です。
現在、ほとんどすべての種類の原子炉がベリリウムを中性子反射体として使用しており、特にさまざまな車両用の小型原子ボイラーを構築する場合に顕著です。大型の原子炉を建設するには、多くの場合、2 トンの多金属ベリリウムが必要です。
航空業界で役割を果たす
航空産業の発展により、航空機はより速く、より高く、より遠くへ飛ぶことが求められています。もちろん、軽量で強靭なベリリウムもその実力を発揮します。
一部のベリリウム合金は、航空機の舵、翼箱、ジェット エンジンの金属部品の製造に適した材料です。現代の戦闘機の多くのコンポーネントがベリリウムで作られた後、軽量化によりアセンブリ部品が削減され、航空機がより迅速かつ柔軟に動くようになります。新しく設計された超音速戦闘機ベリリウム航空機は、音速の 3 倍以上である時速 4,000 キロメートルまでの速度で飛行できます。将来の原子飛行機や短距離離着陸機では、ベリリウムとベリリウム合金がより多くの用途に使用されることは間違いありません。
1960 年代に入ると、ロケット、ミサイル、宇宙船などのベリリウムの量も劇的に増加しました。
ベリリウムは金属の最高の導体です。現在、超音速航空機のブレーキ装置の多くはベリリウムで作られています。これは、吸熱性と放熱性に優れており、「制動」時に発生する熱がすばやく放散されるためです。[次のページ]
人工地球衛星や宇宙船が大気圏を高速で移動すると、物体と空気分子との間の摩擦によって高温が発生します。ベリリウムは、大量の熱を吸収して素早く励起する「ヒート ジャケット」として機能し、過度の温度上昇を防ぎ、飛行の安全性を確保します。
ベリリウムは、非常に効率的なロケット燃料でもあります。ベリリウムは、燃焼中に膨大な量のエネルギーを放出します。ベリリウム 1 キログラムあたりの発熱量は 15,000 kcal にもなり、高品質のロケット燃料です。
「職業病」を治す
人が一定期間働いた後に疲れを感じるのは正常な生理現象です。しかし、多くの金属や合金も「疲労」します。違いは、人はしばらく休むと疲労が自然に消え、人は仕事を続けることができるということですが、金属や合金はそうではありません。物が使えなくなります。
お気の毒に！金属と合金のこの「職業病」をどのように治療するのですか？
科学者たちは、この「職業病」を治す「万能薬」を発見しました。ベリリウムです。鉄に微量のベリリウムを加えて自動車のばねにすると、1400万回の衝撃に耐えても疲れません。のマーク。
甘い金属
金属にも甘味はありますか？もちろんそうではありませんが、なぜタイトルが「Sweet Metals」なのですか？
一部の金属化合物は甘いことが判明したため、人々はこの種の金を「甘い金属」と呼び、ベリリウムもその1つです。
ただし、ベリリウムは有毒なので絶対に触らないでください。空気 1 立方メートルあたり 1 ミリグラムのベリリウムの粉塵が存在する限り、人は急性肺炎 (ベリリウム肺疾患) にかかります。わが国の冶金前線の膨大な数の労働者がベリリウム中毒に対する攻撃を開始し、最終的に空気 1 立方メートル中のベリリウム含有量を 1/100,000 グラム未満に減らし、ベリリウム中毒の保護問題を十分に解決しました。
ベリリウムと比較して、ベリリウムの化合物はより毒性があります。ベリリウムの化合物は、動物の組織や血漿中で可溶性のコロイド状物質を形成し、ヘモグロビンと化学的に反応して新しい物質を生成し、組織や器官を発達させます。さまざまな病変、肺や骨のベリリウムもがんを引き起こす可能性があります。ベリリウム化合物は甘いですが、「虎の尻」なので触ってはいけません。