Анкетные данные
Имя: Бериллий (Beryllium)
Менял ли имя? Да. Почти полтора столетия использовал второе имя - Глюциний.
Ник: Be
Фото:
Цвет: светло-серый
Дата рождения: 1798 год
Номер: 4
Происхождение имени: Бериллий - от названия минерала "берилл", из которого его можно выделить и который является драгоценным камнем, известным людям испокон веков. Название драгоценного камня происходит от названия города Белур в Южной Индии, недалеко от Мадраса, где его добывали.
Имя Глициний получил при открытии. Его первооткрыватель, французский химик и фармацевт Луи Никола Воклен (открывший также хром) сначала дал ему название "бериллова земля".
Но редакторы журнала, в котором появилась первая публикация о новом элементе, убедили ученого остановиться на названии "глюциний", то есть "сладенький" - из-за сладкого вкуса растворимых в воде соединений бериллия (греческое слово "глюкос" означает "сладкий", отсюда же "глюкоза").
Полтора столетия оба названия использовались параллельно - каждая страна выбирала то, или другое - пока в 1957 году вопрос не был окончательно решен на международном уровне в пользу "бериллия".
Общая репутация фигуранта:
Минералы, в которых присутствует фигурант, испокон веков были известны людям в качестве драгоценных камней. В зависимости от окраски различали множество видов бериллов, наиболее известными из которых являются аквамарины (цвета морской волны)
изумруды (зеленые)
и собственно бериллы, которыми в древности называли только желтые разновидности камня (сейчас - гелиодоры).
Да, именно бериллий является основой изумрудов, поэтому его вполне можно обозвать основателем Изумрудного Города.
И, собственно, еще Плиний Старший высказывал догадки о том, что аквамарин, изумруд и берилл - это одно и то же.
Но научного подтверждения этому не было до тех пор, пока французский минеролог Рене Жюст Гаюи не попросил своего коллегу Луи Никола Воклена подтвердить или опровергнуть предполагаемую общность химического состава берилла и изумруда.
Что и привело к открытию элемента.
Как и многие другие редкие металлы, фигурант довольно долго прозябал в безвестности, бомжевал и был никому не нужным.
Его открыли еще в 1798 году, его выделили (пусть и грязноватым) в 1828 году одновременно француз Антуан Бюсси и немец Фридрих Велер - но зачем он нужен, долго никто не мог понять. Химические справочники еще в начале 20 века безапелляционно утверждали: «Практического применения не имеет».
Активную деятельность элемент бериллий, он же глюциний, начал только в 30-е годы двадцатого столетия.
Первыми его приспособили к делу металлурги, открывшие, что минимальные добавления бериллия радикально меняют свойства привычных металлов.
К примеру, если к 98% меди добавить 2% бериллия, то главное достоинство меди - электропроводность - не пострадает и останется прежней. Но этот сплав в шесть раз (!) прочнее, гораздо устойчивее к коррозии, и не дает искры. Сплав бериллия и меди - самый распространенный, на втором месте - сплавы с никелем (в той же пропорции), на третьем - союз бериллия и алюминия, который намного жестче и легче алюминия.
Эти сплавы получили название "бериллиевые бронзы".
И пошло - поехало!
Сегодня использования бериллия невероятно разнообразно, смотри раздел "Донесения агентов".
Сильные стороны фигуранта:
После того, как человечество научилось добывать бериллий в виде металла, его свойства всех просто шокировали - прежде всего авиаторов.
И долгое время бериллий считался самым многообещающим из "новых металлов". Несколько десятилетий его искренне считали "крылатым металлом будущего".
Судите сами.
Бериллий чрезвычайно легок, из элементарных металлов легче него только литий. А что это значит? Самолет, сделанный из бериллия, только за счет разницы в весе будет иметь на 40 процентов большую дальность полета, чем такой же самолет из алюминия.
Но при этом он не мягкий, как литий, а наоборот - бериллий отличается невероятной удельной прочностью, самой высокой среди всех металлов, он в шесть раз прочнее стали.
Его температура плавления — 1278 градусов — значительно выше, чем у магния и алюминия. И это считалось одним из главных преимуществ, ибо авиация будущего — прежде всего авиация высоких скоростей, а значит, и высоких температур.
Плюс - очень высокая теплостойкость. Деталь из дюралюминия при нагреве до 400 градусов становится в 5 раз менее прочной, чем до нагрева. А бериллиевая деталь снизит свою прочность лишь наполовину.
Упомянем также, что этот металл устойчив к коррозии, совершенно немагнитен и не искрится. Также он характеризуется высокой отражательной способностью для инфракрасного излучения и прозрачностью для рентгеновских лучей.
В общем, не приходится удивляться, что научно-популярные книжки 50-х годов прошлого века украшали вот такие картинки с подписью: "Бериллий. Век XIX и век XXI".
А ученые пели бериллию настоящие оды. Наш великий "Дядя Слон", академик Ферсман так писал о бериллии:
«Бериллий — один из самых замечательных элементов, огромного теоретического и практического значения. Овладение воздухом, смелые полеты самолетов и стратостатов невозможны без легких металлов; и мы уже предвидим, что в помощь современным металлам авиации — алюминию и магнию — придет и бериллий.
И тогда наши самолеты будут летать со скоростью в тысячи километров в час. За бериллием будущее!
Геохимики, ищите новые месторождения. Химики, научитесь отделять этот легкий металл от его спутника — алюминия. Технологи, сделайте легчайшие сплавы, не тонущие в воде, твердые, как сталь, упругие, как резина, прочные, как платина, и вечные, как самоцвет...»
Едва люди разобрались в свойствах бериллия, как за словами последовали и дела. Уже в 1932 году немецкая фирма "Сименс" выплавила 2 тонны этого металла. В 1937 году в мировом центре по производству бериллия - в США - было произведено около 7 тонн сплавов бериллия. А в 1959 году только в капиталистических странах было добыто 180 тонн "крылатого металла будущего".
Но бериллий не оправдал, как говорил Фрунзик Мкртчян, возложенного на него высокого доверия.
Почему?
Смотри следующий раздел.
Слабые стороны фигуранта:
Есть ли у бериллия недостатки? Есть.
Во-первых, его достаточно сложно добывать. Руды бериллия на Земле сравнительно немного, при этом даже в бериллах, где у него максимальная концентрация, содержание металла не превышает 5%.
Во-вторых, как мы уже говорили, он весьма твердый — режет стекло, но при этом очень хрупок — разбивается на куски при ударе молотком. Поэтому чистый бериллий не поддается ни прокатке, ни ковке, ни волочению.
Но со всем этим можно было бы смириться - и не такие проблемы решало человечество.
Но, к сожалению, у бериллия обнаружился еще один - и фатальный - недостаток.
Это высокая токсичность.
Проще говоря, бериллий ядовит - и не просто ядовит, а смертельно опасен для человека.
Чаще всего отравления происходят в результате вдыхания пыли или дыма бериллия. Бериллий накапливается в тканях легких, вызывая тяжелый бронхит, и может прочно удерживаться костной тканью.
В медицинский справочниках появилась новая болезнь - бериллиоз легких.
Чаще всего она приводит к преждевременной смерти или инвалидности. В основной группе риска находятся работники предприятий, на которых изготавливают металлический бериллий и бериллиевые сплавы.
Сразу, как только это выяснилось, в СССР все производства бериллия получили статус вредных, с соответствующими льготами для сотрудников. Также были приняты экстраординарные меры защиты от попадания пыли бериллия и его оксида, а также паров в организм человека как на предприятии, так и за его пределами.
Как следствие - советский центр бериллиевого производства, Ульбинский металлургический комбинат (ныне - Республика Казахстан) выбрасывает в атмосферу за год не более 300 граммов бериллия.
Как это ни странно, даже в США, с их зацикленностью на экологии, нормы охраны здоровья рабочих на бериллиевых производствах гораздо менее строгие.
В целом же - именно по этой причине мировая добыча бериллия не превышает 300 тонн в год.
Место жительства:
Соединенные Штаты Америки.
Мировые запасы бериллия составляют порядка 100 тысяч тонн, из которых 60 тысяч тонн находятся в США. Сравнительно редкий случай ресурсной гегемонии Америки.
Что касается добычи, то, по данным U. S. Geological Survey, вся мировая добыча составляет около 260 тонн в год, из которых 170 тонн (65%) приходится на США и 70 тонн (27%) на Китай. Все остальные страны добывают оставшиеся 20 тонн или 8% мировой добычи.
Как уже говорились, в СССР центр бериллиевого производства располагался в Казахстане, в районе города Усть-Каменогорск. Запасливые большевики накопили там столько бериллиевого концентрата (добытого и обогащенного в РСФСР), что его хватило, чтобы производить металлический бериллий до второй половины 2010-х годов. Сегодня казахстанские производители бериллия перешли на китайское сырье. Вот как выглядят прутки бериллия.
Что касается России, то все постсоветские годы мы получали нужное нам количество бериллия из Казахстана. Однако взятый курс на импортозамещение дотянулся и сюда.
В конце 2014 года Россия произвела первый образец собственного металлического бериллия - совместными усилиями Томского политехнического университета (ТПУ) и ОАО «Сибирский химический комбинат» (ГК "Росатом"). Как говорилось в сообщении: "В ближайшие годы планируют работать на сырье из Росрезерва, но рассчитывают в дальнейшем на сырье Ермаковского месторождения в Бурятии".
Донесения агентов о фигуранте:
- При открытии бериллия использовались бериллы российского происхождения - камни, которые Луи Воклену подарил французский геолог, член-корреспондент Академии наук Эжен Луи Мельхиор Патрен, почти восемь лет проработавший в России. Эти драгоценные камни он привез из Барнаула, а добыли их в районе Усть-Каменогорска.
- Во всех справочниках пишется, что бериллий был представлен человечеству 15 февраля 1798 года, но это не так. В реальной истории этот день назывался по-другому. Во Франции тогда действовал революционный календарь, и заседание французской Академии наук, на которой Воклен сделал свое сенсационное сообщение о том, что в бериллах и изумрудах содержится новая «земля», состоялось 26 плювиоза VI года Свободы.
- Руды бериллия вовсе не исчерпываются аквамарином, изумрудом и гелиодором. Этот металл можно добывать из множества других драгоценных камней.
Это и вишнево-розовый воробьевит, которому это имя дал 1908 году В. И. Вернадский в память о геологе и минералоге Викторе Ивановиче Воробьеве (1875—1906), погибшем в экспедиции 7 (20) августа 1906 года, когда он спускался с ледника Дзитаку и провалился в трещину.
Правда, везде, кроме бывшего СССР, этот драгоценный камень называют морганитом - это название ему дали через три года после Вернадского, в 1911 году в честь американского банкира и коллекционера минералов Джона Пирпонта Моргана, из тех самых Морганов. Так бабло в очередной раз победило.
Это и нежный синий эвклаз, открытый в 1792 году Рене Жюстом Гаюи - тем самым, который подбил Воклена сравнить берилл и изумруд. Получив образец из Южной Америки, Гаюи, этот сын ткача и академик множества академий, в очередной раз подтвердил свою репутацию редкого везунчика.
Ведь эвклаз оказался одним из самых редких минералов на Земле. Достаточно сказать, что за первые шесть десятилетий поиска на Земле нашли всего 25 кристаллов. Дальше стало получше, но не намного. Поэтому ювелирку из эвклаза практически не делают, как правило, все найденное разлетается по естественно-научным музеям. Вот одно из считанных исключений:
Это и фенакит, то есть "обманщик" - названный так за схожесть с кварцем, впервые найденный на Урале в XIX веке директором Екатеринбургской гранильной фабрики Яковом Коковиным. Да-да, тем самым Яковом Коковиным, главным фигурантом трагической истории с крупнейшим на тот момент в мире "изумрудом Коковина", чья ваза из яшмы до сих пор украшает Эрмитаж.
Это, наконец, и удивительная разновидность хризоберилла александрит - густо-зеленый днем и малиновый при искусственном освещении («зеленое утро и кровавый вечер» - как описал его великий мастер слова Н. С. Лесков), камень, названный так в честь будущего императора Александра Второго.
Перечислять можно долго - руда бериллия невероятно разнообразна. Но, разумеется, обычно металл добывают не из драгоценных и поделочных камней, а из технического берилла, образующего бесцветные или серовато-грязного цвета кристаллы.
Иногда, кстати, эти кристаллы достигают огромных размеров, до семи метров в длину и весом в нескольких тонн. Примерно вот такие (на фото, правда, не берилл, а селенит).
- Бериллиевые бронзы не искрят, поэтому из них часто делают искробезопасные инструменты - единственные, которыми разрешено работать во взрыво- и пожароопасных производственных помещениях, например, нефтехранилищах.
- Бериллиевая бронза обладает уникальным свойством — предел ее упругости, и без того высокий, со временем не падает, а растет. В итоге пружины из такой бронзы выдерживают до 20 миллионов (!) циклов нагрузки. Как правило, бериллиевые бронзы идут на оружейные пружины.
Говорят, во время войны обложенная санкциями Германия заказывала бериллий у тогдашнего монополиста - США - через нейтральную Швейцарию. От имени швейцарских часовщиков, якобы для производства часовых пружин. По слухам, американцы спохватились только когда заказанного бериллия хватило бы на 50 лет довоенного потребления Швейцарии. Канал перекрыли, но пружин из бериллиевой бронзы для своих скорострельных пулеметов нацисты успели понаделать немало.
- Добавка бериллия в сталь увеличивает ее сопротивление усталости металла. Причем рывком увеличивает, более чем на порядок. Если стандартная автомобильная рессора выдерживает 700—800 тысяч толчков, то с добавкой бериллия — почти в двадцать раз больше.
- Бериллий сыграл важную роль в изучении строения атома – этот элемент помог обнаружить такую элементарную частицу, как нейтрон. Именно бериллий Джеймс Чедвик в 1932 году бомбардировал потоком ядер атомов гелия и обнаружил, что обстреливаемый бериллий испускает новый тип элементарных частиц, масса которых практически совпадает с массой протона, но не имеющих электрического заряда.
- Из-за очень малого размера атома и крайне низкой плотности, бериллий проницаем для рентгеновского излучения. Поэтому из него изготавливают пропускающие излучение окошки в рентгеновских трубках и детекторах.
- В Большом Адронном Коллайдере из бериллия изготовлена вакуумная труба в месте столкновения пучков частиц, поскольку этот металл не поглощает частицы, не мешает работе регистрационных систем, но отличается высокой прочностью.
- И в легендарном советском "Буране", и не менее легендарных американских "шаттлах" рамы остекления кабины делались из бериллия.
- Бериллий вообще очень широко используется в проектах, связанных с космосом. Именно из бериллия были сделаны зеркала американских телескопов "Хаббл" и "Спитцер" (1990 и 2003 года запуска), из него же сотворили гигантское, диаметром с двухэтажный дом, зеркало телескопа "Джеймс Уэбб".
- Из бериллия получаются прекрасные тормозные диски. Высокие теплоемкость и теплопроводность позволяют уменьшить нагрев тормозов на 200°С и обеспечивают снижение веса колодок на 35—50%. Но на "Формуле-1" этот металл официально запрещен из-за его токсичности.
- Ядерщики пользуются бериллием более чем активно. Детали, разумеется, почти всегда под грифом, но базовые вещи давно известны. Не секрет, например, что что бериллию нет альтернативы в качестве материала для облицовки внутренней стенки термоядерного реактора. Такой глобальный проекта, как ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), например, требует около 1 000 000 облицовочных плиток из бериллия, на которые уйдет не менее 50 тонн бериллия.
- Ну и последнее донесение агента, которое звучит несколько фантастически. Анализ изотопного состава кислорода в бериллиевых драгоценных камнях позволяет определить место происхождения изумруда, аквамарина и т.п. (в силу того, что соотношение изотопов кислород-16 и кислород-18 на разных участках земной коры различается).
Объектом изучения ученых стали, в частности, изумруды из сокровищницы Великих Моголов. Кроме драгоценных камней, зародившихся на территории Пакистана или в австрийских Альпах, ко всеобщему изумлению там оказались также знаменитые колумбийские изумруды. Правление Великих Моголов и покорение территории Колумбии Испанией происходили практически одновременно. Как тамошние драгоценные камни смогли попасть в Индию - не знает никто. У ученых нет вменяемого ответа.
Впрочем, купцы во все времена - те еще прохиндеи, с ними ничему удивляться не приходится.