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béryllium
   

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bien
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
lithium Béryllium ← → bore
apparence
apparition de' src=
généralité
Nom, symbole, numéro atomique béryllium, Be, 4
série métaux alcalino-terreux
groupe, période, serrure 2 (IIA), 2, s
densité 1848 kg / m³, Dakota du Nord
dureté 5.5
configuration électronique
configuration électronique
propriétés atomiques
masse atomique 9,01218 u
rayon atomique (Calc.) 112 pm
rayon covalent 90 h
Rayon de van der Waals inconnu
configuration électronique [il] 2s2
et- pour niveau d'énergie 2, 2
états d'oxydation 2 (amphotère)
la structure cristalline hexagonal
propriétés physiques
État de la matière solide (diamagnétique)
Point de fusion 1551,15 K (1278 ° C)
point d'ébullition 3 243,15 K (2961 ° C)
Volume molaire 4,85 × 10-3  m³ / mol
Enthalpie de vaporisation 292,4 kJ / mol
La chaleur de fusion 12,2 kJ / mol
pression de vapeur 4180 Pennsylvanie
Vitesse du son 13000 m / s à 298,15 K
D'autres propriétés
CAS 7440-41-7
électronégativité 1,57 (Pauling échelle)
chaleur spécifique 1825 J / (kg · K)
conductivité électrique 31,3 × 106  / M · Ω
La conductivité thermique 201 W / (m · K)
Energie de première ionisation 899,5 kJ / mol
Energie de deuxième ionisation 1 757,1 kJ / mol
Energie de troisième ionisation 14 848,7 kJ / mol
e potentiel d'ionisation 21 006,6 kJ / mol
La plupart des isotopes stables
iso NA TD DM DE DP
7bien synthétique 53.12 jours ε 0,862 7Li
9bien 100% Il est stable avec 5 neutrons
10bien traces 1,51 × 106  âge β- 0,556 10B
iso: isotope
NA: abondance dans la nature
TD: demi-vie
DM: mode de désintégration
DE: énergie de désintégration en MeV
DP: le produit de désintégration

la béryllium est le 'élément chimique de tableau périodique des éléments qui a le symbole et comment numéro atomique 4. Béryllium est métal alcalino-terreux couleur gris acier. vous rigide, mais la lumière fragile. la relation diagonale avec 'aluminium Il provoque ces deux éléments ont des propriétés similaires. Il est utilisé principalement comme agent habilitant dans les alliages (cuivre-béryllium). son CAS est 7440-41-7. Il est considéré comme un substance cancérigène pour les humains (ACGIH-A1).

traits

est l'un des Béryllium la points de fusion le plus élevé parmi les métaux légers. Le facteur de rendement de ce métal léger est d'environ ⅓ supérieure à celle de l'acier. Il a une bonne conductivité thermique (environ la moitié de celle de 'argent), Il est diamagnétique et il est résistant à l'action de 'acide nitrique concentré. Il est très perméable Rayons X, et communiqués neutrons si elle est frappée par les particules alpha, émis par exemple par radio ou polonium (environ 30 neutrons par million de particules alpha). A température et pression standard béryllium résisteoxydation lorsqu'il est exposé à 'air (Bien que sa capacité à rayer le verre est probablement due à la formation d'une couche d'oxyde mince).

applications

  • Le béryllium est utilisé comme liant dans la production de cuivre-béryllium (grâce à sa capacité à absorber de grandes quantités de chaleur). Les alliages béryllium-cuivre sont utilisés dans une large gamme en raison de leurs applications de conductivité électrique et thermique, de haute résistance et de dureté, les propriétés diamagnétiques, ainsi que la résistance à la corrosion et à la fatigue. Ces applications comprennent la production de: électrodes pour soudage par points, des ressorts, des engrenages qui ne produisent pas d'étincelles et de contacts électriques.
  • En raison de leur rigidité, la légèreté et la stabilité dimensionnelle sur une large plage de températures, les alliages cuivre-béryllium sont utilisés dans l'aéronautique et militaire comme matériaux structurels légers pour la fabrication d'avions supersoniques, missiles, engins spatiaux et des satellites de télécommunications.
  • minces feuilles de béryllium sont utilisés dans des outils de diagnostic à rayons X pour filtrer la lumière visible et permettre seulement des rayons X à détecter.
  • Dans le domaine de lithographie Des rayons X, le béryllium est utilisé pour la reproduction des circuits imprimés microscopiques.
  • Béryllium est également utilisé dans la construction de gyroscopes, pièces d'ordinateur, des sources d'horloge ou d'une montre et d'instruments où la légèreté, la rigidité et la stabilité dimensionnelle sont nécessaires.
  • L'oxyde de béryllium est utile dans de nombreuses applications qui nécessitent un excellent conducteur de la chaleur, à haute résistance et la dureté, un point de fusion élevé, et qui agit comme un isolant électrique.
  • composés de Béryllium ont été utilisés dans les tubes des lampes fluorescentes, mais cette utilisation a été abandonnée en raison de bérylliose frapper les travailleurs impliqués dans la production.
  • Le béryllium, avec le bronze allié, est utilisé pour produire des outils antidéflagrants.
  • en HI-FI, grâce à sa légèreté et sa rigidité, le béryllium est parfois utilisé pour produire de petites parties de pick-up comme le porte à faux, la minuscule petite tige qui supporte le stylet de diamant avec qui sont lus les informations musicales contenues dans un phonographe en vinyle.
  • de plus en HI-FI béryllium est parfois utilisé pour la construction des membranes de haut-parleur, haut-parleurs spécialisée dans la reproduction des hautes fréquences.

Béryllium dans l'industrie nucléaire

Béryllium a la propriété d'être un multiplicateur de neutrons, car il absorbe un neutron et donne les deux autres. Cette propriété a été utilisée dans les premiers jours du développement de réacteurs nucléaires de fermi et par d'autres chercheurs en introduisant des tiges de béryllium dans le réacteur pour augmenter le flux de neutrons en direction de la carburant. Par la suite, lorsque l'économie de neutrons des réacteurs améliorés permettant l'auto-maintien de la réaction de fission les tiges sont faites de matériaux absorbant les neutrons (tels que cadmium et argent).

Béryllium est le meilleur parmi tous les métaux modérateurs, car il a la section transversale de capture le plus bas pour les neutrons thermiques de tout autre métal, en plus de bonnes propriétés mécaniques, chimiques et réfractaires.[1]

Dans le domaine de fusion Ils exploitent les propriétés de la multiplication des neutrons dans couverture des réacteurs de puissance à venir, plusieurs études de modèles de couverture ont été réalisés en utilisant le béryllium comme multiplicateur[2], l'un d'eux est l'un de la couverture proposée pour DEMO. Le problème majeur pour l'utilisation du béryllium dans les réacteurs de fusion est due à son gonflement (gonflement) Sous irradiation neutronique, même à des températures relativement modestes[3], ce qui le rend extrêmement difficile à utiliser comme une structure compacte, de sorte que l'utilisation du béryllium comme cela se produit généralement lit de galets, qui conduit à d'autres problèmes liés au comportement de l'évaluation du lit dans des conditions de flux de chaleur et une forte pression sur les parois de confinement[4].

histoire

Le béryllium nom vient du grec beryllos (Βήρυλλος) béryl. Jusqu'à la fin du XIXe siècle a été appelé glucinium (Du grec Glykys (Γλυκύς), « doux »), en raison de goûter ses sels et désigné par le symbole gl. Cet élément a été découvert par Louis Nicolas Vauquelin en 1798 sous forme d'oxyde dans le béryl et en émeraudes. Friedrich Wöhler et Antoine Alexandre Bussy quel que soit ils ont isolé le métal 1828 en faisant réagir avec du potassium chlorure de béryllium.

disponibilité

Béryllium se trouve dans les 30 minéraux différents, dont les plus importants sont les suivants: bertrandite, béryl, chrysobéryl et phenacite. formes précieuses de béryl sont les 'aigue-marine et émeraude. Les sources commerciales les plus importantes du béryllium et ses composés sont Beryl et bertrandite. À l'heure actuelle, la majeure partie de la production de cet élément est obtenu en réduisant le fluorure de béryllium avec magnésium. Béryllium n'était pas disponible en grandes quantités jusqu'à 1957.

BeF2 + Mg → MgF2 + bien

isotopes

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Isotopes de béryllium.

Béryllium n'a qu'un seul isotope stable, 9Eh bien. cosmogénique Béryllium (10Be) est produit dans 'l'atmosphère de la Terre de spallation de oxygène et azote par rayons cosmiques. Parce que le béryllium tend à exister dans des solutions avec pH moins de 5,5 (et la plupart des eaux de pluie a un pH inférieur à 5), va en solution avec la pluie et est transportée par celle-ci sur la surface de la Terre. Comme la précipitation devient plus alcalin, le béryllium sort de la solution. Le béryllium est cosmogonique accumule alors sur la surface du sol, où son temps de décroissance relativement longue (1,5 millions d'années), permet une longue résistance avant de se désintégrer en 10B. 10Être et ses produits sous-ont été utilisés pour étudier l'érosion des sols, la formation du sol de régolite et la formation du sol latéritique, ainsi que pour l'étude des changements dans l'activité solaire et l'âge des glaciers.

Le fait que le 7bien et 8Être sont instables a des conséquences profondes cosmologiques, car cela signifie que la fusion nucléaire au cours big bang Il peut ne pas avoir produit des éléments plus lourds que le béryllium. De plus, les niveaux de béryllium-8 l'énergie nucléaire sont telles que le carbone Il peut être produit à l'intérieur étoiles rend la vie possible.

précautions

symboles de danger chimique
toxicité aiguë À long terme toxiques
danger
Phrases H 301 - 315 - 317 - 319 - 330 - 335 - 350i - 372
phrases R 49-25-26-36 / 37 / 38-43-48 / 23
conseils P 201 - 260 - 280 - 284 - 301 + 310 - 305 + 351 + 338 [5]
phrases S 53-45

les produits chimiques
doivent être manipulés avec précaution
avertissements

Le béryllium et ses sels sont des substances toxiques et cancérigène (A1-ACGIH) reconnue. la bérylliose Il est une maladie pulmonaire granulomatose chronique causée par l'exposition au béryllium. Bérylliose aiguë, sous forme de pneumatose chimique a été signalé pour la première fois en Europe 1933 et les Etats-Unis 1943. Les cas de bérylliose chronique ont d'abord été décrits dans 1946 parmi les travailleurs des usines pour la production de lampes fluorescentes dans le Massachusetts. Bérylliose chronique de rappels sarcoïdose dans de nombreux aspects, et la distinction entre les deux est souvent difficile.

Bien que l'utilisation de composés du béryllium dans des tubes fluorescence Il a été pris fin en 1949, le risque d'exposition au béryllium existe dans l'industrie aérospatiale et de l'énergie nucléaire, dans le raffinage des métaux béryllium, dans la coulée d'alliages contenant du béryllium dans la production d'équipements électroniques et dans le traitement d'autres matériaux qui contiennent.

Les premiers chercheurs dégustés béryllium et ses composés afin de vérifier leur présence par la douceur caractéristique. équipements de diagnostic modernes ne nécessitent plus ces procédures risquées et doit en aucun cas ingérer la substance. Béryllium et ses composés doivent être manipulés avec le plus grand soin et des précautions particulières doivent être prises lors de l'exécution des activités qui peuvent produire la libération de poussières de béryllium (cancer du poumon est un résultat possible d'une exposition prolongée à la poussière de béryllium) .

Cette substance peut être manipulé en toute sécurité si Ils suivent certaines procédures. Aucune tentative de manipuler le béryllium doit être fait avant de vous familiariser avec les procédures.

Effets sur la santé

Le béryllium est nocif par inhalation, les effets dépendent de la synchronisation et la quantité d'exposition. Si les niveaux d'air béryllium sont suffisamment élevés (plus de 1000 μg/m³), Vous pouvez avoir une condition qui ressemble à une pneumonie et est appelé bérylliose aiguë.

Certaines personnes (1-15%) développent une sensibilité au béryllium. Ces personnes peuvent développer une réaction inflammatoire dans les voies respiratoires. Cette condition est appelée bérylliose chronique, il peut survenir plusieurs années après l'exposition à des niveaux plus élevés que la normale de béryllium (supérieure à 0,2 g / m³). Cette maladie vous fait sentir faible et fatigué, et peut causer des difficultés à respirer. Il peut aussi causer anorexie, la perte de poids et le plomb, dans les cas avancés, aux problèmes cardiaques. Certaines des personnes sensibles au béryllium peuvent ne pas avoir des symptômes. En général, la population à risque de contracter la bérylliose aiguë ou chronique, comme les niveaux d'air normalement béryllium sont très faibles (0,00003 à 0,0002 mg / m³).

Aucun cas d'effets dus à l'ingestion de béryllium a été rapporté chez l'homme, comme l'estomac et les intestins absorbent très peu. Ulcères ont été trouvés chez les chiens recevant un régime contenant du béryllium. Le contact du béryllium avec des lésions sur la peau peut entraîner des éruptions cutanées ou des ulcères.

L'exposition au béryllium pendant de longues périodes peut augmenter le risque de développer un cancer du poumon.

L'Agence internationale de recherche sur le cancer (CIRC) a déterminé que le béryllium est un agent cancérigène. L'agence américaine EPA a estimé que l'exposition à vie à 0,04 mg / m³> béryllium peut entraîner une chance sur mille de développer un cancer.

Il n'y a pas d'études sur les effets de l'exposition au béryllium sur la santé des enfants. Ceux-ci sont susceptibles d'être similaires à ceux observés chez les adultes, mais on ne sait pas si les enfants ont un sentiment différent.

Il est également ne sait pas si l'exposition au béryllium peut provoquer des malformations congénitales ou d'autres stades de développement. Les études chez l'animal ont pas conduit à une preuve concluante.

Béryllium peut être mesurée dans l'urine et le sang. Le niveau déterminé ne préjugent pas de la façon dont était récemment l'exposition. Les niveaux Béryllium peuvent également être mesurés dans des échantillons de peau et les poumons.

Un autre test sanguin, Examen de la prolifération des lymphocytes béryllium, identifie la sensibilité au béryllium et est un facteur prédictif de la bérylliose chronique.

Des niveaux typiques de béryllium que les industries peuvent libérer dans l'air sont de l'ordre de 0,01 g / m³, en moyenne sur une période de 30 jours.

notes

  1. ^ Baccaredda Boy « technologies chimiques et nucléaires » Matériaux vol.1 pour la construction de réacteurs nucléaires
  2. ^ Voir David Maisonnier et al., La centrale européenne étude conceptuelle, sur Fusion Enginnering et Design (Elsevier Press), Vol 75-79 (2005) p 1173-1179 et Claudio Nardi, Luigi Petrizzi, Giovanni Piazza, Une couverture pour la reproduction ITER FEAT, sur Fusion Ingénierie et Design, vol 69 (2003) p 315-319
  3. ^ Claudio Nardi, Staus des connaissances sur le gonflement béryllium par irradiation neutronique, publié par ENEA, RT / NUCLEAIRE / 91/24 (1991) ISSN / 1120-5598
  4. ^ Voir Nardi, Petrizzi, Carré, Art. cit
  5. ^ carte de béryllium sur IFA-GESTIS, gestis-en.itrust.de.

bibliographie

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liens externes

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