بریلیم

ضریب کشش این فلز سبک تقریباً 3/1 بزرگتر از فولاد است. دارای خاصیت هدایت گرمایی خوب غیر مغناطیسی و مقاوم در برابر اسید نیتریک غلیظ می باشد. نسبت به اشعه X بسیار نفوذ پذیر است و نوترون ها در اثر برخورد ذرات آلفا ( مثلاً از رادیوم یا پلونیم) آزاد می شوند. ( تقریباً 30 نوترون / میلیون ذرات آلفا). در شرایط فشار و حرارت استاندارد بریلیم در معرض هوا در برابر اکسیداسیون مقاومت می کند. (اگرچه توانایی آن در خراشیدن شیشه احتمالاً به علت تشکیل لایه نازکی از اکسید است.)

کاربردها

بریلیم در تولید بریلیم- مس به عنوان عامل آلیاﮊ ساز به کار می رود. این عنصر قابلیت جذب حرارت زیادی دارد. آلیاﮊ بریلیم – مس به علت خصوصیات هدایت برقی و حرارتی، استقامت و سختی زیاد، غیرمغناطیسی بودن، مقاومت در برابر زنگ خوردگی و فرسایش کاربردهای زیادی دارد. از جمله این کاربردها تولید الکترودهای جوش نقطه ای، فنر، ابزارهای فاقد جرقه واتصال های برقی است.

آلیاﮊ بریلیم – مس به جهت مقاومت چند جانبه، سبکی و خمش ناپذیری در حرارت های متغیر، در صنایع دفاعی و هوافضا مثل سازه های بخش های سبک وزن در هواپیماهای با سرعت بالا، موشک ها، ماشینای فضائی و ماهواره های ارتباطی به کار می رود.

ورقه های نازک بریلیم در عکسبرداری با اشعه X نورهای مرئی را فیلتر کرده و باعث آشکار شدن تنها اشعه  X می شود. بریلیم در زمینه پرتو نگاری با اشعه X جهت بازساخت مدارهای یکپارچه میکروسکپی مورد استفاده قرار می گیرد.

چون از نظر جذب نوترون حرارتی واکنش سنجی پایینی دارد در صنعت نیروی هسته ای از این عنصر در رآکتورهای اتمی به عنوان بازتابنده و کند ساز استفاده می شود.

همچنین بریلیم در ساخت ترازنما، تجهیزات کامپیوتری مختلف، فنرهای ساعت و وسایلی که نیازمند مقاومتهای چند جانبه، سبکی و استحکام است به کار می رود.

اکسید بریلیم برای مصارف بسیاری که نیازمند هدایت حرارت خوب، مقاومت زیاد، استحکام نقطه ذوب بالا هستند کاربرد دارد و از اکسید بریلیم به عنوان عایق استفاده می کنند.

ترکیبات بریلیم زمانی در لامپ های فلورسنت کاربرد داشتند اما ادامه این کاربرد به علت بریلوز ( بیماری ناشی از مسمومیت توسط بریلیم) در بین کارگران سازنده این لامپ ها متوقف شد.

تاریخچه

کلمه بریلیم از واﮊه یونانی beryllos beryl گرفته شده. زمانی بریلیم را گلوسینیم می نامیدند ( از واﮊه یونانی glykys به معنی شیرین ) که علت آن طعم شیرین نمک های آن بود در سال 1798 ونکولین این عنصر را به صورت اکسید در بریل ( Be3Al2Si6O18 ) و به در زمرد کشف کرد. در سال 1828 فردریک وهلر و آ.آ. بوسی (A.A.Bussy) به طور جداگانه این فلز را از طریق واکنش پتاسیم روی کلرید بریلیم بدست آوردند.

پیدایش

بریلیم در 30 کانی مختلف یافت می شود که مهمترین آن ها برتراندیت، زمرد، بریل زرد و فناکیت هستند. اشکال ارزشمند بریل زمرد کبود و زمرد است.
مهمترین منابع تجاری بریلیم و ترکیبات آن بریل و برترندیت (Bertrandite) می باشد. اخیراً با روش کاهیدن فلورید بریلیم با فلز منیزیم تولید کلان این فلز انجام می شود. فلز بریلیم تا سال 1957 به آسانی بدست نمی آمد.

جداسازی:

Isolation

BeF₂ + Mg --> MgF₂ + Be

ایزوتوپ ها

بریلیم تنها یک ایزوتوپ پایدار دارد (Be-9) بریلیم کیهانی(Be-10) توسط پراش ذرات اتمی اکسیژن و نیتروﮊن به وسیله اشعه کیهانی در جو حاصل می شود. چون بریلیم تمایل دارد در محلول هایی با PH زیذ 5/5 باشد ( وبیشتر باران ها PH زیر 5 دارند) این عنصر می تواند از طریق حل شدن در آب باران در زمین جا به جا شود. وقتی باران بیشتر قلیایی شود برلیم از محلول خارج می شود. Be-10 کیهانی با این روش در سطح خاک جمع می شود و نیمه عمر نسبتاً طولانی آن (5/1 میلیون سال ) امکان می دهد تا قبل از فرسایش به صورت B-10 ( بور-10) مدت زیادی در سطح خاک باقی بماند.

Be-10 و محصولات جانبی آن برای سنجس فرسایش خاک، شکل گیری خاک از سنگپوش، گسترش خاک های لاتریک همچنین گوناگونی های فعالیت خورشیدی و عمر Ice core به کار می رود. این واقعیت که Be-7 و Be-8 ناپایدارند پیامدهای اساسی بدنبال دارد به این معنی که عناصر سنگینتر از بریلیم با همجوشی هسته ای در انفجار بزرگ (big Bang ) حاصل نشده اند. به علاوه سطوح انرﮊی هسته ای بریلیم 8 به گونه ای است که کربن می تواند در ستاره ها تولید شود پس وجود حیات را ممکن می سازد. (به فرایند سه گانه آلفا و سنتز هسته ای انفجار بزرگ مراجعه کنید.)

هشدارها

بریلیم و نمک آن موادی سمی و احتمالاً سرطان زا هستند. بریلوز یک بیماری مزمن ریوی است که در اثر تماس بریلیم ایجاد می شود. بیماری حاد بریلیم به صورت آماس ریه برای اولین بار در سال 1993 در اروپا و در سال 1943 در آمریکا گزارش شد. موارد بریلوز حاد اولین بار در سال 1946در بین کارگران کارخانجات لامپ های فلورسنت در ماساچوست دیده شد. این بیماری از بسیاری جهات شبیه بیماری سارکوئیدز است و تمایز علائم آن ها اغلب دشوار است.

با بریلیم و ترکیبات آن باید با کمال احتیاط رفتار شود و هنگام انجام هرگونه فعالیتی که احتمال آزاد شدن گرد بریلیم هست احتیاط خاصی به کار برد. (احتمال سرطان ریه در صورت تماس طولانی با بریلیم وجود دارد.) در صورت به کاربردن روش هایی می توان از این عنصر به طور ایمن استفاده کرد. قبل از آشنایی با روش های استفاده صحیح از این عنصر نباید به فعالیت با آن بپردازیم.

تأثیرات سلامتی

استنشاق بریلیم خطرناک است. تأثیر آن به میزان و زمان مواجهه با این عنصر دارد. اگر بریلیم موجود در سطح هوا افزایش یابد (بیشتر ازμg/m 1000) وضعیت بحرانی به وجود خواهد آمد. این وضعیت همانند آماس ریه است و بیماری بریلیوم حاد نامیده می شود. استانداردهای هوای محیط کار و اجتماع در جلوگیری از بیماری های حاد ریوی مؤثرند. تعدادی از مردم به بریلیم حساسیت دارند(1 تا 15 درصد) این افراد ممکن است واکنش های التهابی را در دستگاه تنفسی خود احساس کنند. این حالت بیماری بریلیم حاد (CBD) و ممکن است سال ها پس از مواجهه با سطح بالاتر از استاندارد بریلیم در افراد به وجود آید (بیشتر ازμg/m 2) این بیماری باعث احساس ضعف، خستگی و مشکلات تنفسی می شود.

بریلیم در صورت تماس با پوستی که دارای بریدگی یا خراش است ممکن است است ایجاد زخم یا لک نماید. تماس طولانی با بریلیم نیز ممکن است باعث ابتلا به سرطان گردد. سازمان بهداشت و خدمات انسانی آمریکا و آژانس بین المللی تحقیقات سرطان این کشور سرطان زایی بریلیم را تایید کرده اند. نمایندگی حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA برآورد کرده که تماس با بریلیم در مدت عمر با میزان μg/g04/0 می تواند یک نفر از هر هزار نفررا به سرطان مبتلا کند. هیچ مطالعه ای درباره تأثیر برلیم روی بچه هایی که در معرض آن هستند صورت نگرفته اما به نظر می رسد تأثیرات سلامتی برلیم روی بچه ها همانند بزرگسالان باشد. نمی دانیم آیا بچه ها در آسیب پذیری نسبت به برلیم با بزرگسالان تفاوت دارند. نمی دانیم آیا مواجهه با برلیم تأثیری بر نارسائیِ جنین یا سایر تأثیرات پیشرفته در مردم خواهد داشت.

بررسی اثرات پیشرفته در حیوانات قاطع نیستند. میزان بریلیم را می توان در ادرار یا خون اندازه گیری کرد. اما میزان بریلیم موجود در خون یا ادرار نشان دهنده میزان یا مدت تماس با این عنصر نیست. میزان بریلیم همچنین می تواند در نمونه های ریه یا پوست اندازه گیری کرد. این آزمایشات را معمولاً در مطب دکتر نمی توان انجام داد اما دکتر می تواند نمونه ها را به آزمایشگاهی که انجام دهنده اینگونه آزمایشات است ارسال کند. یکی دیگر از آزمایشات خون، آزمایش تکثیر لنفوسیت بریلیم خون است که نشان دهنده حساسیت به بریلیم است و دارای ارزش پیش بینی برای CBD است. میزان عادی بریلیم که احتمالاً صنایع به هوا می فرستند دارای ترتیب μg/m01/0 به طور میانگین دوره 30 روزه یاμg/m 2 در هوای اطاق کار برای 8 ساعت شیفت کاری می باشد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تنظیم: مریم فروزان کیا