Berilyum

Özellikler

Berilyum, sembolü "Be" ve atom numarası 4 olan kimyasal bir elementtir. Evrendeki bolluk oranı diğer elementlere kıyasla daha düşüktür. Aşırı reaktif bir elementtir ve hemen hemen her şey ile tepkimeye girebilir. Berilyum, yıldızların çekirdeklerinde eriyerek ağır metallere dönüşür ve zaman içinde tamamen tükenir. Yalnızca minerallerin içinde bulunan diğer elementlerle bir aradayken saf halde gözlemlenebilen iki değerlikli bir element olma özelliğine de sahiptir. Berilyum içeren değerli taşlar arasında; beril (akuamarin, zümrüt) ve krizoberil bulunur. Berilyum; çelik renginde, güçlü, hafif ve kırılgan bir toprak alkali metaldir.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Berilyum da diğer elementler gibi yıldızlarda, nükleosentez denen bir süreç sonucunda üretilir; ancak aşırı kısa ömürlüdür, bu sebeple yıldızların içeriğinde ve gezegenlerde çok nadir olarak bulunur. Güneş'te bir milyar parçada 0.1 oranında, Dünya'nın kabuğunda ise 2-6 ppm (milyon parçada bir) bulunma oranına sahiptir.^[1] En çok 6 ppm ile toprakta bol miktarda bulunur buna kıyasla Dünya atmosferinde ise eser miktarda berilyum bulunur.^[2] Deniz suyundaki bulunma oranı trilyonda 0.2-0.6 kadardır.^{[2], [3]} Berilyumun iki ana cevheri, beril ve bertrandittir. Bu iki ana cevher; Arjantin, Brezilya, Hindistan, Madagaskar, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunur. Dünyanın toplam berilyum rezervi 400.000 tonun üzerindedir.^[4] ABD, dünyanın en büyük berilyum yataklarına sahiptir. Çin ve Kazakistan ile birlikte en büyük üreticiler arasındadır. 1998 ile 2008 yılları arasında, Dünya'nın Berilyum ihtiyacının %88'ini ABD karşılamıştır.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Mücevherler

Berilyum, nadirliğinden ötürü mücevherlerin önemli bir katkı maddesi haline gelmiştir. "Beriller" olarak bilinen değerli taşlar grubu içerisinde çok yaygın olarak kullanılan zümrüt ve akuamarin bulunur. Normalde saf beril taşları renksizdir; ancak düzensiz kimyasal yapıları özellikle yeşil ve mavi tonlarında, son derece parlak renkler kazandırabilir.

Radyasyon Pencereleri

Berilyumun en eski ve hala en önemli uygulamalarından biri, X-ışını tüplerinde kullanılan radyasyon pencereleridir.^[4] X-ışını görüntülerindeki yapay lekeleri önlemek için berilyumun saflığına ve temizliğine ihtiyaç duyulur.

Oldukça düşük bir yoğunluğa ve düşük bir atomik ağırlığa sahip olmasından ötürü iyonik radyasyona son derece geçirgendir. Günümüzdeki birçok X-Ray penceresi ve boru sistemi Berilyum ile yapılmaktadır. Bu pencerelerin yapısındaki hatalar, X-Ray görüntüsünü doğrudan etkiler, bu yüzden büyük öneme sahiptir.

Mekanik Uygulamalar

Sertliği, hafifliği ve geniş bir sıcaklık aralığındaki yapısal kararlılığı nedeniyle metal berilyum; yüksek hızlı uçaklarda, güdümlü füzelerde, uzay araçlarında, uydularda, savunma ve havacılık endüstrilerinde kullanılır. Birçok sıvı yakıtlı rokette, saf berilyumdan yapılmış roket nozulları kullanmıştır.^[5] Berilyum tozu, bir roket yakıtı olarak kullanılmak üzere denenmiş ancak bu fikir hiçbir zaman hayata geçirilmemiştir.^[6] Berilyum ile az sayıda, yüksek kaliteli bisiklet gövdesi de yapılmıştır.^[7] 1998'den 2000'e kadar McLaren Formula 1 ekibi, berilyum-alüminyum alaşımlı piston içeren Mercedes-Benz motorları kullanmıştır.^[5]

Aynalar

Berilyum içerikli aynalar oldukça ilgi çekicidir. Bal peteği destek yapısına sahip büyük aynalar, düşük ağırlığın ve yapısal kararlılığın kritik olduğu meteorolojik uydularda kullanılır. Daha küçük berilyum aynalar, optik yönlendirme sistemlerinde ve yangın kontrol sistemlerinde kullanılmaktadır. Örneğin; Alman yapımı Leopard 1 ve Leopard 2 ana muharebe tanklarında, berilyum içeren optik lensler kullanılmıştır.

Eski Nükleer Bombalar

Berilyum, eski nükleer bombaların tasarımlarında da bulunmaktadır. Başarılı kimyasal ve mekanik özellikleri onu iyi bir aday yapmaktadır.

Ses Teknolojisi

Akustik özelliklerinden ötürü yüksek teknoloji ses sistemlerinin içerisinde de bulunur. Ancak aşırı pahalı olması ve zehirli olmasından ötürü diğer elementlerle birlikte kullanılmaktadır.

Tarihi

Berilyum içeren beril minerali, Mısır'ın hanedanı Ptolemaios zamanından bu yana kullanılmaktadır.^[8] MS 1. yüzyılda Romalı doğa bilimci Pliny the Elder, Natural History ansiklopedisinde beril ve zümrütün benzer özelliklere sahip olduklarından bahsetmiştir.^[9]

Etimolojisi

Berilyum kelimesi, Yunancadaki "zümrüt yeşili" anlamına gelen "beryllos" kelimesinden gelmektedir. Minerallerin içerisinde bu element kendisini yeşil-mavi bir renkte göstermektedir.

Berilyum kelimesinin kullanımları birçok dilde görülmektedir. Latince'de "beryllus", Fransızca'da "béry", Antik Yunanca'da "βήρυλλος", "bērullos", Prakrit dilinde "वॆरुलिय‌ (veruliya)", Pali dilinde "वेलुरिय (veḷuriya)", "भेलिरु (veḷiru)" veya "भिलर् (viḷar)" gibi kelimeler berilyumun yerine kullanılan ilk örneklerdir. Kelimenin esas kaynağı, Güney Hindistan kökenli olan ve bugünkü Belur şehrinin adıyla ilişkilendirilen Sanskritçe kelime (vaidurya)'dır.^[10]

Önlem ve Güven

Berilyum'un bilinen hiçbir canlı için biyolojik bir faaliyeti bulunmaz. Ortalama bir insan vücudunda yaklaşık 35 mikrogram berilyum bulunur ve bu miktar zararlı kabul edilebilecek değerde değildir. Berilyum ve magnezyum aynı ortamda bulunduğu zaman kimyasal olarak benzedikleri için birbirinin yerini alabilirler. Bu da magnezyum içermesi gereken bir enzimin, istenmeyen bir şekilde berilyum ile tepkimeye girmesine ve bozulmasına neden olabilir.^[11]

Berilyum elementi, özellikle hücre çekirdeklerini hedefleyerek birçok dokuya ve hücreye kolayca girebilir. Bu elementin zehirleme etkisi, insan vücudunda berilyum seviyelerini kontrol eden bir mekanizma olmadığı için ve berilyumun doku içine girdikten sonra çıkarılamadığı nedeniyle daha da kötüye gider.^[12]

Berilyum ile ve ilgili minerallerle aşırı düzeyde temasa geçilmesi "beriloz" denen bir hastalığa neden olur. Berilyum madencilerinde ve Berilyum'un bu alanda kullanılmasının yasaklanmasından önce üretilen flüoresan lambalarına temas eden kişilerde bu hastalık sıklıkla görülür. Nefes darlığı, öksürük, göğüs ağrısı ve ateş ile kendini gösteren hastalık, tedavisizdir ancak büyük oranda kontrol altına alınabilir.

İlginç Bilgiler ve Diğer

• Berilyum oda sıcaklığında kırılgan bir elementtir.
• Çelik ile karşılaştırıldığında berilyumun sertliği 6 kat daha fazladır.
• Berilyum yoğunluğu alüminyumun yalnızca 2/3'ü kadardır.
• Kıvılcıma dayanıklı aletler yapmak için bir bakır ve berilyum alaşımı kullanılır.
• Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı, berilyumun kanserojen olduğunu ve bu elemente uzun süre maruz kalmanın akciğer kanserine yol açabileceğini söylemiştir. Bu, berilyum madenciliğine dahil olan kişilerin daha büyük tehlike altında olduğu anlamına gelir.
• Günlük olarak kullandığımız cep telefonların, kameraların ve diğer taşınabilir cihazların içeriğinde berilyum vardır.^{[13], [14], [15]}