البريليوم

البريليوم معدن صلب رمادي اللون ، هشّ في درجة حرارة الغرفة، وله بنية بلورية سداسية متراصة . ^{[ 13 ]} يتميز بصلابة استثنائية ( معامل يونغ 287 جيجا باسكال) ونقطة انصهار تبلغ 1287 درجة مئوية. معامل مرونة البريليوم أكبر بنحو 35% من معامل مرونة الفولاذ. ينتج عن هذا المعامل، بالإضافة إلى كثافته المنخفضة نسبيًا، سرعة توصيل صوت عالية بشكل غير عادي في البريليوم - حوالي 12.9 كم/ث في الظروف المحيطة . من بين جميع المعادن، يبدد البريليوم أكبر قدر من الحرارة لكل وحدة وزن، مع حرارة نوعية عالية (   1925  جول/كجم ^/ كلفن ⁾ والتوصيل الحراري (216  واط/متر ^/ كلفن ⁾ . موصلية البريليوم ومعامل التمدد الحراري الخطي المنخفض نسبيًا (⁽ 11.4 × 10⁻⁶ كلفن⁻¹  ) مما يجعله مستقرًا بشكل فريد في ظل فروق درجات الحرارة القصوى ^{. [ 19 ] : 11.1}

يُعدّ البريليوم الموجود في الطبيعة، باستثناء التلوث الطفيف بالنظائر المشعة الناتجة عن الأشعة الكونية ، بريليوم-9 نقيًا نظائريًا، [ ^{1 ] وله} عزم مغزلي نووي مقداره 3 / 2− ^{. [ 12 ]} يزداد مقطع التشتت غير المرن للبريليوم مع ازدياد طاقة النيوترونات، ^{[ 20 ]} مما يسمح بإبطاء ملحوظ للنيوترونات ذات الطاقة العالية. ^{[ 21 ]} لذلك، يعمل البريليوم كعاكس ومُهدئ للنيوترونات ؛ وتعتمد قوة إبطاء النيوترونات بدقة على نقاء وحجم البلورات في المادة. ^{[ 22 ]}

يمكن لنظير ^9Be أن يخضع لتفاعل نيوتروني (n, 2n) مع النيوترونات السريعة، لإنتاج ^8Be ، الذي ينقسم فورًا تقريبًا إلى جسيمين ألفا. لذا، بالنسبة للنيوترونات عالية الطاقة، يُعد البريليوم مُضاعِفًا للنيوترونات، حيث يُطلق نيوترونات أكثر مما يمتص. هذا التفاعل النووي هو: ^{[ 23 ]}

⁹ ₄ Be+ n → 2 ⁴ ₂ He+ 2 n

يمكن للنظير أن يحرر النيوترون عند اصطدامه بجسيم ألفا. ^{[ 19 ]} التفاعل النووي

⁹ ₄ Be+ ⁴ ₂ He→ ¹² ₆ C+ n

وهو تفاعل طارد للحرارة بشدة، ويحرر نيوترونًا سريعًا. ^{[ 23 ]}

يمكن للنظير أيضًا إطلاق النيوترون عند امتصاص أشعة جاما ذات طاقة كافية ( التفكك الضوئي ) ^{[ 24 ]} عند مقطع عرضي مفيد:

⁹ ₄ Be+ gamma → 2 ⁴ ₂ He+ n

لذا، يُعد البريليوم الطبيعي الذي يُقصف بإشعاع ألفا أو غاما من نظير مشع مناسب المصدر الأكثر شيوعًا للنيوترونات التي تعمل بالنظائر المشعة في المختبرات. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

وأخيرًا، يتم أيضًا تحرير كميات صغيرة من التريتيوم بواسطة النيوترونات عالية الطاقة في التفاعل النووي ثلاثي المراحل

⁹ ₄ Be+ n → ⁴ ₂ He+ ⁶ ₂ He, ⁶ ₂ He→ ⁶ ₃ Li+ β⁻, ⁶ ₃ Li+ n → ⁴ ₂ He+ ³ ₁ H      

يبلغعمر النصف للنظير _6.2 ^{من الإلكترونات 0.8 ثانية فقط، و β−}هو إلكترون، بينما ^{يتميز النظير 6.3} _من الليثيومبمقطع عرضي عالٍ لامتصاص النيوترونات. وهذا يعادل تفاعل تضاعف النيوترونات مع استبدال ثلاثة نيوترونات ناتجة بتريتون، وتحلل بيتا الذي يسمح بهذا التحويل. يُعد التريتيوم نظيرًا مشعًا مثيرًا للقلق في نفايات المفاعلات النووية. ^{[ 27 ]}

باعتباره معدنًا، فإن البريليوم شفاف أو شبه شفاف لمعظم أطوال موجات الأشعة السينية وأشعة جاما ، مما يجعله مفيدًا لنوافذ الإخراج لأنابيب الأشعة السينية وغيرها من الأجهزة المماثلة. ^{[ 28 ]}

يتكون البريليوم الطبيعي من النظير المستقر البريليوم-9 فقط. البريليوم هو العنصر الوحيد أحادي النظير ذو العدد الذري الزوجي. ^{[ 1 ]}

يُعدّ كلٌّ من البريليوم-7 والبريليوم-8 من العناصر الوسيطة الرئيسية في عملية التخليق النووي النجمي، لكنهما لا يدومان طويلًا. ويُعتقد أن البريليوم الموجود في الكون قد تكوّن في الوسط بين النجوم عندما حثّت الأشعة الكونية على انشطار العناصر الأثقل الموجودة في الغاز والغبار بين النجوم، وهي عملية تُعرف باسم التفتت الإشعاعي الكوني . ^{[ 29 ] [ 30 ]}

حوالي جزء من مليار (كانت ^نسبة 10⁻⁹ من الذرات البدائية التي تشكلت في عملية التخليق النووي للانفجار العظيم هي نظير البريليوم ^-7 . ويعود ذلك إلى انخفاض كثافة المادة عندما انخفضت درجة حرارة الكون إلى الحد الذي يسمح باستقرار النوى الصغيرة. ويتطلب تكوين هذه النوى تصادمات نووية نادرة الحدوث عند انخفاض الكثافة. ^{[ 31 ] : 297.} على الرغم من أن البريليوم ^-7 غير مستقر ويتحلل عن طريق التقاط الإلكترون إلى الليثيوم ^-7 ، بنصف عمر يبلغ 53.22 يومًا في الظروف القياسية، إلا أن الذرات في الكون المبكر كانت متأينة بالكامل، ولم يكن التقاط الإلكترون ذا أهمية كبيرة. ولم يكتمل تحول البريليوم ^-7 إلى الليثيوم إلا قرب وقت إعادة التركيب . ^{[ 32 ]}

يُعدّ نظير البريليوم ^{-7 (} 7Be) نظيرًا كونيًا ، وتتناسب وفرته في الغلاف الجوي عكسيًا مع النشاط الشمسي. ^{[ 33 ]} يتحلل هذا النظير حصريًا عن طريق التقاط الإلكترون ، وتُعدّ إلكترونات 2s للبريليوم هي إلكترونات التكافؤ المسؤولة عن الروابط الكيميائية. لذلك، عندما يتحلل البريليوم ^{-7 عن طريق} التقاط الإلكترون L ، فإنه يفعل ذلك بأخذ إلكترونات من مداراته الذرية التي قد تكون مشاركة في الروابط. وهذا يجعل معدل تحلله يعتمد بدرجة قابلة للقياس على بيئته الكيميائية المحيطة  - وهو أمر نادر الحدوث في التحلل النووي. ^{[ 34 ]}

^{يُنتج نظير البريليوم -7} أيضاً في مياه التبريد الخاصة بمسرعات الجسيمات عالية الطاقة؛ ويمكن استخلاصه من الماء بدرجة نقاء عالية وبيعه لإجراء التجارب العلمية. ^{[ 35 ]}

يُعدّ نظير ^10Be نظيرًا كونيًا مماثلًا، وينتج بالطريقة نفسها - عن طريق تفتت النيتروجين والأكسجين بفعل الأشعة الكونية . ^{[ 36 ]} ويختلف سلوكه فقط بسبب عمر النصف الأطول بكثير، والذي يبلغ 1.387 مليون سنة. يتراكم بالكامل على سطح التربة ، وله فترة بقاء طويلة قبل أن يتحلل إلى بورون -10. ولذلك، يُستخدم ^10Be وناتجه المتحلل لدراسة التعرية الطبيعية للتربة ، وتكوينها ، وتطور التربة اللاتيريتية ، وكمؤشر لقياس التغيرات في النشاط الشمسي وعمر اللب الجليدي . ^{[ 37 ]} وكما هو الحال مع ^7Be ، فإن إنتاج ^10Be يرتبط عكسيًا بالنشاط الشمسي، لأن زيادة الرياح الشمسية خلال فترات النشاط الشمسي العالي تُقلل من تدفق الأشعة الكونية المجرية التي تصل إلى الأرض. ^{[ 38 ]} كما تُنتج الانفجارات النووية ^10Be أيضًا من خلال تفاعل النيوترونات السريعة مع ^13C الموجود في ثاني أكسيد الكربون في الهواء. يُعد هذا أحد مؤشرات النشاط السابق في مواقع اختبار الأسلحة النووية . ^{[ 39 ]}

^{يُعدّ نظير البريليوم -8 غير مستقر، ولكنه يمتلك} رنينًا في حالته الأرضية، وله دورٌ هام في عملية ألفا الثلاثية في احتراق الهيليوم النجمي. وكما اقترح الفلكي البريطاني السير فريد هويل لأول مرة استنادًا إلى التحليل الفيزيائي الفلكي فقط، فإن مستويات طاقة البريليوم ^-8 والكربون ^-12 تسمح بتخليق الكربون النووي عن طريق زيادة المقطع العرضي الفعال بين جسيمات ألفا الثلاثة في عملية إنتاج الكربون. ويُعدّ التفاعل الرئيسي المُنتج للكربون في الكون هو $${\displaystyle ^{4}{\textrm {He}}\ +\ ^{8}{\textrm {Be}}\rightarrow \ ^{12}{\textrm {C}}+\gamma }$$ حيث أن ^4He هو جسيم ألفا. ^{[ 40 ]}

من المعروف أن النظائر الغريبة ^11Be و ^14Be تُظهر هالة نووية . أي أن نواتها تحتوي، على التوالي، على 1 و 4 نيوترونات تدور خارج نصف القطر النووي المتوقع ^{[ 41 ]} ، وفي كل حالة يكون اللب الذي تدور حوله النيوترونات هو أحد نظائر ^10Be .

تكون محاليل أملاح البريليوم، مثل كبريتات البريليوم ونترات البريليوم ، حمضيةً نتيجةً لتحلل أيون [ Be(H₂O ₎ ₄ _] ²⁺ ^. يقل تركيز ناتج التحلل الأول، [ Be(H₂O ₎ ₃ ₍ OH)] ^⁺ ، عن 1% من تركيز البريليوم. أما ناتج التحلل الأكثر استقرارًا فهو الأيون الثلاثي [ Be₃ (OH) _₃ (H₂O ₎ ₆ _] ³⁺ ^. هيدروكسيد البريليوم ، Be(OH) _{₂ ، غير قابل للذوبان في الماء} عند درجة حموضة 5 أو أعلى. ونتيجةً لذلك، تكون مركبات البريليوم غير قابلة للذوبان عمومًا عند درجة الحموضة البيولوجية. ولهذا السبب، يؤدي استنشاق غبار معدن البريليوم إلى الإصابة بداء البريليوم ، وهو مرض قاتل . يذوب Be(OH) _₂ في المحاليل القلوية القوية. ^{[ 60 ]}

يشكل البريليوم (II) عددًا قليلًا من المعقدات مع الروابط أحادية السن، وذلك لأن جزيئات الماء في أيون الماء، [ Be(H₂O ₎ ₄ _] ²⁺ ^، ترتبط بقوة شديدة بأيون البريليوم. ومن الاستثناءات البارزة سلسلة المعقدات القابلة للذوبان في الماء مع أيون الفلوريد : ^{[ 61 ]}

[ Be ( _H₂O ) _₄ ] ^²⁺ + nF⁻ ^⇌ Be [ ( _H₂O ) _{₂⁻ nFₙ ]} ^²⁻ + nH₂O​​​_​​

يشكل البريليوم (II) العديد من المعقدات مع روابط ثنائية السن تحتوي على ذرات مانحة للأكسجين. ^{[ 60 ]} يتميز المركب [ Be3O ( _H2PO4 ) ₆ ] _{2− بوجود أيون أكسيد ثلاثي التناسق في مركزه. أما} أسيتات البريليوم القاعدية _، Be4O ( OAc) _{6 ، فتحتوي} ^على أيون أكسيد محاط بهرم رباعي الأوجه من ذرات البريليوم . ^{[ 62 ]}

مع الروابط العضوية، مثل أيون المالونات ، يفقد الحمض بروتونًا عند تكوين المعقد. ذرات مانحة البروتون هي ذرتان من الأكسجين.

H₂A ₊ [ Be( H₂O ₎ ₄ _] ²⁺ ^⇌ [ BeA ( H₂O ₎ ₂ _] + ^2H⁺ + _2H₂O

H₂A + [ BeA _{( H₂O} ) _₂ ] ⇌ [ BeA₂ _] ^²⁻ + 2H⁺ ⁺ 2H₂O_​

يتنافس تكوين المعقد مع تفاعل تحلل أيون المعدن، كما تتشكل معقدات مختلطة تحتوي على كل من الأنيون وأيون الهيدروكسيد. على سبيل المثال، تُعرف مشتقات من ثلاثي الحلقات، حيث يحل ربيطة ثنائية السن محل زوج واحد أو أكثر من جزيئات الماء. ^{[ 63 ]}

تُشكّل الأحماض الهيدروكسي كربوكسيلية الأليفاتية _، مثل حمض الجليكوليك، _معقدات أحادية السن ضعيفة نسبيًا في المحلول، حيث تبقى مجموعة الهيدروكسيل سليمة. في الحالة الصلبة، قد تفقد مجموعة الهيدروكسيل بروتونًا: وقد تم عزل سداسي، Na₄ [ _Be₆ (OCH₂ ( O)O) _₆ ] ، منذ زمن بعيد. ^{[ 63 ] [ 64 ]} تُشكّل روابط الهيدروكسي العطرية (مثل الفينولات ) معقدات قوية نسبيًا. على سبيل المثال، تم الإبلاغ عن قيم log K₁ وlog K₂ التي تبلغ 12.2 و9.3 على _{التوالي} لمعقدات _مع التيرون . ^{[ 63 ] [ 65 ]}

يتميز البريليوم عمومًا بانخفاض ألفته لروابط الأمين . ^{[ 63 ] [ 66 ]} توجد العديد من التقارير المبكرة عن معقدات مع الأحماض الأمينية، ولكنها للأسف غير موثوقة نظرًا لعدم فهم تفاعلات التحلل المائي المصاحبة وقت النشر. وقد سُجلت قيم لـ log β تتراوح بين 6 و7 تقريبًا. ويُعزى انخفاض درجة التكوين إلى التنافس مع تفاعلات التحلل المائي. ^{[ 63 ] [ 66 ]}

من المعروف أن مركبات البريليوم العضوية المعدنية شديدة التفاعل. ^{[ 67 ]} ومن أمثلة مركبات البريليوم العضوية المعروفة: ثنائي بنتيل البريليوم، _[ ^{68 ] والبيريلوسين} ( Cp₂Be ) ، ^{[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]} وثنائي أليل البريليوم (عن طريق تفاعل تبادل ثنائي إيثيل البريليوم مع ثلاثي أليل البورون)، ^{[ 73 ]} وثنائي (1،3-ثلاثي ميثيل سيليل أليل) البريليوم، [ ^{74 ] و} Be( mes ) _₂ ، ^{[ 67 ]} ومركب البريليوم الأحادي (ثنائي بيريلوسين). ^{[ 8 ]} ويمكن أن تكون الروابط أيضًا من الأريل ^{[ 75 ]} والألكينيل. ^{[ 76 ]}

سُمّي البريليوم نسبةً إلى معدن البريل شبه الكريم ، الذي عُزل منه لأول مرة. ^{[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ]} وقد فضّل مارتن كلابروث، بعد أن أثبت بشكل مستقل أن البريل والزمرد يشتركان في عنصر واحد، اسم "بيريلينا" نظرًا لأن الإيتريا تُشكّل أيضًا أملاحًا حلوة. ^{[ 101 ] [ 83 ]}

على الرغم من فشل همفري ديفي في عزله، فقد اقترح اسم "غلوسيوم" للمعدن الجديد، مشتقًا من اسم "غلوسينا" نسبةً إلى الأرض التي وُجد فيها؛ واستمر استخدام أشكال معدلة من هذا الاسم، مثل "غلوسينيوم" أو "غلوسينوم " (رمزه Gl)، حتى القرن العشرين. ^{[ 102 ]}

نظرًا لانخفاض عدده الذري وانخفاض امتصاصه للأشعة السينية، يُعدّ استخدام البريليوم في نوافذ الإشعاع لأنابيب الأشعة السينية من أقدم تطبيقاته، ولا يزال من أهمها. [ ^{45 ] وتُفرض} متطلبات بالغة على نقاء البريليوم ونظافته لتجنب أي تشوهات في صور الأشعة السينية . يُستخدم البريليوم في نوافذ الأشعة السينية لشفافيته للأشعة السينية، مما يسمح بتصوير أكثر وضوحًا وكفاءة. ^{[ 104 ]} تُستخدم رقائق البريليوم الرقيقة كنوافذ إشعاع لكواشف الأشعة السينية، ويُقلل امتصاصها المنخفض للغاية من تأثيرات التسخين الناتجة عن الأشعة السينية عالية الكثافة ومنخفضة الطاقة، وهي سمة مميزة لإشعاع السنكروترون . تُصنع النوافذ وأنابيب الحزم المحكمة الإغلاق المستخدمة في تجارب الإشعاع على السنكروترون حصريًا من البريليوم. في التجهيزات العلمية لدراسات انبعاث الأشعة السينية المختلفة (مثل مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة )، ​​عادةً ما يُصنع حامل العينة من البريليوم لأن الأشعة السينية المنبعثة منه لها طاقات أقل بكثير (≈100  إلكترون فولت) من الأشعة السينية المنبعثة من معظم المواد المدروسة. ^{[ 19 ]}

يُضفي العدد الذري المنخفض للبريليوم شفافية نسبية للجسيمات عالية الطاقة . ولذلك، يُستخدم في بناء أنبوب الحزمة حول منطقة التصادم في تجارب فيزياء الجسيمات ، مثل التجارب الرئيسية الأربع في مصادم الهادرونات الكبير ( ALICE ، ATLAS ، CMS ، LHCb )، ^{[ 105 ]} ومصادم تيفاترون ، ومصادم SLAC . تسمح الكثافة المنخفضة للبريليوم بوصول نواتج التصادم إلى الكواشف المحيطة دون تفاعل يُذكر، كما تسمح صلابته بإنتاج فراغ قوي داخل الأنبوب لتقليل التفاعل مع الغازات، ويسمح استقراره الحراري له بالعمل بكفاءة عند درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق ، وتمنعه ​​طبيعته المغناطيسية المعاكسة من التداخل مع أنظمة المغناطيس متعددة الأقطاب المعقدة المستخدمة لتوجيه وتركيز حزم الجسيمات . ^{[ 106 ]}

بسبب صلابته وخفة وزنه وثبات أبعاده على نطاق واسع من درجات الحرارة، يُستخدم معدن البريليوم في المكونات الهيكلية خفيفة الوزن في صناعات الدفاع والفضاء ، في الطائرات عالية السرعة والصواريخ الموجهة والمركبات الفضائية والأقمار الصناعية ، بما في ذلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي . وقد استخدمت العديد من الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل فوهات صاروخية مصنوعة من البريليوم النقي. ^{[ 107 ] [ 108 ]} أدت الصلابة المرنة العالية للبريليوم إلى استخدامه على نطاق واسع في الأجهزة الدقيقة، مثل أنظمة التوجيه بالقصور الذاتي وآليات دعم الأنظمة البصرية. ^{[ 19 ]} دُرِسَ مسحوق البريليوم نفسه كوقود للصواريخ ، لكن هذا الاستخدام لم يتحقق. ^{[ 45 ]} صُنِعَ عدد قليل من هياكل الدراجات الهوائية فائقة الجودة باستخدام البريليوم. ^{[ 109 ]} في الفترة من 1998 إلى 2000، استخدم فريق ماكلارين للفورمولا 1 محركات مرسيدس-بنز بمكابس مصنوعة من سبيكة البريليوم والألومنيوم . ^{[ 110 ]} حُظر استخدام مكونات محركات البريليوم بعد احتجاج من فريق سكوديريا فيراري . ^{[ 111 ]} كان أحد التطبيقات الرئيسية السابقة للبريليوم في مكابح الطائرات العسكرية نظرًا لصلابته، وارتفاع درجة انصهاره، وقدرته الاستثنائية على تبديد الحرارة . وقد أدت الاعتبارات البيئية إلى استبداله بمواد أخرى. ^{[ 19 ]}

السبائك

يؤدي خلط حوالي 2.0% من البريليوم مع النحاس إلى تكوين سبيكة تُسمى نحاس البريليوم، وهي أقوى بست مرات من النحاس وحده. ^{[ 112 ]} تُستخدم سبائك البريليوم في العديد من التطبيقات نظرًا لمزيجها من المرونة، والتوصيل الكهربائي والحراري العالي ، والقوة والصلابة العالية ، والخواص غير المغناطيسية، بالإضافة إلى مقاومتها الجيدة للتآكل والإجهاد . ^{[ 45 ] [ 13 ]} تشمل هذه التطبيقات الأدوات غير المُولِّدة للشرر التي تُستخدم بالقرب من الغازات القابلة للاشتعال ( نيكل البريليوم )، والينابيع ، والأغشية (نيكل البريليوم وحديد البريليوم ) المستخدمة في الأدوات الجراحية، والأجهزة التي تعمل في درجات حرارة عالية . ^{[ 45 ] [ 13 ]} يؤدي إضافة 50 جزءًا فقط من البريليوم إلى المغنيسيوم السائل إلى زيادة ملحوظة في مقاومة الأكسدة وانخفاض في قابلية الاشتعال. ^{[ 13 ]}

كما تم استخدام سبائك البريليوم والنحاس كعامل تقوية في " مسدسات جيسون "، والتي كانت تستخدم لإزالة الطلاء من هياكل السفن. ^{[ 113 ]}

تُستخدم سبائك البريليوم والنحاس على نطاق واسع في تطبيقات الفضاء والدفاع الحديثة، لا سيما في الموصلات الكهربائية عالية الأداء، وصمامات أمان البطاريات، والمفاتيح الدقيقة التي تتطلب توازنًا بين الموصلية ومقاومة التآكل وقوة التحمل. ^{[ 114 ]}

مادة مركبة ذات مصفوفة معدنية تجمع بين البريليوم والألومنيوم، طُوّرت تحت الاسم التجاري AlBeMet لصناعة الطيران عالية الأداء، تتميز بخفة وزنها وصلابتها التي تفوق صلابة الألومنيوم وحده بأربعة أضعاف. ^{[ 115 ]}

تُستخدم مرايا البريليوم ذات المساحة الكبيرة ، والتي غالبًا ما تكون مزودة بهيكل داعم على شكل خلية نحل ، على سبيل المثال، في الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية حيث يُعدّ الوزن المنخفض والاستقرار البُعدي طويل الأمد من العوامل الحاسمة. كما تُستخدم مرايا البريليوم الأصغر حجمًا في أنظمة التوجيه البصري وأنظمة التحكم في النيران ، كما هو الحال في دبابات القتال الرئيسية ليوبارد 1 وليوبارد 2 الألمانية الصنع . تتطلب هذه الأنظمة حركة سريعة جدًا للمرآة، مما يستلزم بدوره كتلة منخفضة وصلابة عالية. عادةً ما تُغطى مرآة البريليوم بطبقة من النيكل الصلب غير الكهربائي، والتي يُمكن صقلها بسهولة أكبر للحصول على سطح بصري أدق من البريليوم نفسه. في بعض التطبيقات، تُصقل قطعة البريليوم الخام دون أي طلاء. يُعدّ هذا الأمر مناسبًا بشكل خاص للتشغيل في درجات حرارة منخفضة جدًا حيث يُمكن أن يتسبب اختلاف التمدد الحراري في انبعاج الطلاء. ^{[ 19 ]}

يحتوي تلسكوب جيمس ويب الفضائي على 18 قسمًا سداسيًا من البريليوم لمراياه، كل منها مطلي بطبقة رقيقة من الذهب. ^{[ 116 ]} ولأن تلسكوب جيمس ويب سيواجه درجة حرارة تصل إلى 33 كلفن، فإن المرآة مصنوعة من البريليوم المطلي بالذهب، وهو معدن يتحمل البرودة الشديدة بشكل أفضل من الزجاج. ينكمش البريليوم ويتشوه بدرجة أقل من الزجاج، ويحافظ على تجانسه بشكل أكبر في مثل هذه الدرجات الحرارية. ^{[ 117 ]} وللسبب نفسه، فإن بصريات تلسكوب سبيتزر الفضائي مصنوعة بالكامل من معدن البريليوم. ^{[ 118 ]}

البريليوم عنصر غير مغناطيسي. لذلك، تستخدم فرق إزالة المتفجرات البحرية والعسكرية أدوات مصنوعة من مواد أساسها البريليوم للعمل على الألغام البحرية أو بالقرب منها ، نظرًا لاحتواء هذه الألغام عادةً على صمامات مغناطيسية . ^{[ 120 ]} كما يُستخدم البريليوم في مواد الصيانة والبناء بالقرب من أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) بسبب المجالات المغناطيسية العالية التي يُولدها. ^{[ 121 ]}

يمكن استخدام البريليوم عالي النقاء في المفاعلات النووية كمُهدِّئ، ^{[ 122 ]} أو عاكس، أو كغلاف لعناصر الوقود. ^{[ 123 ] [ 124 ]} تُستخدم أحيانًا صفائح أو رقائق رقيقة من البريليوم في تصميمات الأسلحة النووية كطبقة خارجية لحفر البلوتونيوم في المراحل الأولية للقنابل النووية الحرارية ، حيث تُوضع لإحاطة المادة الانشطارية . تُعد طبقات البريليوم هذه "دافعات" جيدة لانفجار البلوتونيوم -239 ، كما أنها عاكسات جيدة للنيوترونات ، تمامًا كما هو الحال في المفاعلات النووية المُهدِّئة بالبريليوم . ^{[ 125 ]}

يُستخدم البريليوم بشكل شائع في بعض مصادر النيوترونات في الأجهزة المختبرية التي تتطلب عددًا قليلًا نسبيًا من النيوترونات (بدلًا من استخدام مفاعل نووي أو مولد نيوترونات يعمل بمسرع جسيمات ). ولهذا الغرض، يُخلط البريليوم-9 مع مصدر لجسيمات ألفا مثل البولونيوم-210 ، أو الراديوم-226 ، أو البلوتونيوم-238 ، أو الأمريسيوم-241 . ^{[ 25 ]} في التفاعل النووي الذي يحدث، تتحول نواة البريليوم إلى الكربون-12، وينبعث نيوترون حر واحد، يتحرك في نفس اتجاه جسيم ألفا تقريبًا. وقد استُخدمت مصادر نيوترونات البريليوم هذه، التي تعمل بتحلل ألفا ، والتي تُسمى "مُبادرات النيوترونات القنفذية" ، في بعض القنابل الذرية المبكرة . ^{[ 125 ]} تُستخدم مصادر النيوترونات التي يُقذف فيها البريليوم بأشعة غاما من نظير مشع ناتج عن تحلل غاما لإنتاج النيوترونات المختبرية. ^{[ 24 ]}

يُستخدم البريليوم في تصنيع وقود مفاعلات كاندو . تحتوي عناصر الوقود على زوائد صغيرة تُلحم بالمقاومة الكهربائية مع غلاف الوقود باستخدام عملية لحام بالحث، حيث يُستخدم البريليوم كمادة حشو. تُلحم وسادات التحميل في مكانها لمنع التلامس بين حزمة الوقود وأنبوب الضغط الذي يحتويها، كما تُلحم وسادات فاصلة بين العناصر لمنع التلامس بينها. ^{[ 126 ]}

يُستخدم البريليوم في مختبر الأبحاث الأوروبي المشترك للتورس النووي الاندماجي ، وسيُستخدم في مفاعل ITER الأكثر تطورًا لتكييف المكونات المواجهة للبلازما. ^{[ 127 ]} وقد اقتُرح البريليوم كمادة تغليف لقضبان الوقود النووي ، نظرًا لمزيجه الجيد من الخصائص الميكانيكية والكيميائية والنووية. ^{[ 19 ]} يُعد فلوريد البريليوم أحد الأملاح المكونة لمزيج الأملاح اليوتكتيكي FLiBe ، والذي يُستخدم كمذيب ومُهدئ ومُبرد في العديد من تصاميم مفاعلات الأملاح المنصهرة الافتراضية ، بما في ذلك مفاعل الثوريوم الفلوريدي السائل (LFTR). ^{[ 128 ]}

يُعدّ البريليوم مادةً مفيدةً لمكبرات الصوت عالية التردد نظرًا لخفة وزنه وصلابته العالية . ونظرًا لارتفاع سعره (أكثر بكثير من التيتانيوم )، وصعوبة تشكيله بسبب هشاشته، وسميته عند سوء التعامل معه، فإن مكبرات الصوت المصنوعة من البريليوم تقتصر على أنظمة الصوت المنزلية الراقية، ^{[ 129 ] [ 130 ] [ 131 ]} وأنظمة الصوت الاحترافية ، وتطبيقات أنظمة الصوت العامة . ^{[ 132 ] [ 133 ]} وقد زُعم زورًا أن بعض المنتجات عالية الدقة مصنوعة من هذه المادة. ^{[ 134 ]}

استُخدم البريليوم في صناعة الناتئات في رؤوس خراطيش الفونوغراف عالية الأداء ، حيث سمحت صلابته الشديدة وكثافته المنخفضة بتقليل أوزان التتبع إلى 1 غرام مع الحفاظ على تتبع المقاطع عالية التردد بأقل قدر من التشوه. ^{[ 135 ]}

في أنظمة تضخيم الصوت، تؤثر سرعة انتقال الصوت بشكل مباشر على تردد الرنين للمضخم ، وبالتالي تؤثر على نطاق الأصوات عالية التردد المسموعة. يتميز البريليوم بسرعة انتشار الصوت العالية للغاية مقارنةً بالمعادن الأخرى. ^{[ 136 ]} تسمح هذه الخاصية الفريدة للبريليوم بتحقيق ترددات رنين أعلى، مما يجعله مادة مثالية للاستخدام كغشاء في مكبرات الصوت عالية الجودة. ^{[ 137 ]}

يُعدّ البريليوم مُطعِّمًا من النوع p في أشباه الموصلات المركبة من النوع III-V . ويُستخدم على نطاق واسع في مواد مثل GaAs و AlGaAs و InGaAs و InAlAs التي تُنمّى بتقنية الترسيب الجزيئي الشعاعي (MBE). ^{[ 138 ]} تُشكّل صفائح البريليوم الملفوفة بشكل متقاطع دعامة هيكلية ممتازة للوحات الدوائر المطبوعة في تقنية التثبيت السطحي . في التطبيقات الإلكترونية الحساسة، يعمل البريليوم كدعامة هيكلية ومشتت حراري في آنٍ واحد . كما يتطلب هذا التطبيق معامل تمدد حراري مُناسب تمامًا لركائز الألومينا والزجاج البوليميدي . وقد صُممت مركبات البريليوم-أكسيد البريليوم " المواد الإلكترونية " خصيصًا لهذه التطبيقات الإلكترونية، وتتميز بميزة إضافية تتمثل في إمكانية تعديل معامل التمدد الحراري ليتناسب مع مواد الركائز المختلفة. ^{[ 19 ]}

يُعدّ أكسيد البريليوم مفيدًا في العديد من التطبيقات التي تتطلب خصائص مُجتمعة للعزل الكهربائي والتوصيل الحراري الممتاز، مع قوة وصلابة عاليتين ونقطة انصهار مرتفعة جدًا. ويُستخدم أكسيد البريليوم بكثرة كقاعدة عازلة في ترانزستورات الطاقة العالية في أجهزة إرسال الترددات الراديوية للاتصالات. ويجري حاليًا دراسة استخدام أكسيد البريليوم لزيادة التوصيل الحراري لكريات وقود اليورانيوم النووي . ^{[ 139 ]} استُخدمت مركبات البريليوم في أنابيب الإضاءة الفلورية ، ولكن توقف استخدامها بسبب مرض البريليوم الذي أصاب العمال الذين كانوا يصنعون هذه الأنابيب. ^{[ 140 ]}

يُعدّ البريليوم مكونًا أساسيًا في العديد من سبائك طب الأسنان . ^{[ 141 ] [ 142 ]} بالإضافة إلى أجهزة الأشعة السينية القياسية المذكورة في قسم " نوافذ الإشعاع " (البريليوم)  ، يُستخدم البريليوم في أجهزة التصوير الطبي، مثل أجهزة التصوير المقطعي المحوسب وأجهزة تصوير الثدي بالأشعة السينية، حيث تُعزز قوته وخفة وزنه من متانته وأدائه. ^{[ 143 ]} كما يُستخدم البريليوم في أجهزة التحليل الخاصة بالدم وفيروس نقص المناعة البشرية وأمراض أخرى. ^{[ 144 ]} وتُستخدم سبائك البريليوم في الأدوات الجراحية والمرايا البصرية وأنظمة الليزر المستخدمة في العلاجات الطبية. ^{[ 145 ] [ 146 ]}

يوجد ما يقارب 35  ميكروغرامًا من البريليوم في جسم الإنسان العادي، وهي كمية لا تُعتبر ضارة. ^{[ 148 ]} يتشابه البريليوم كيميائيًا مع المغنيسيوم ، ولذلك يمكنه أن يحل محله في الإنزيمات ، مما يؤدي إلى خلل في وظائفها. ^{[ 148 ]} نظرًا لأن أيون ^Be²⁺ أيون صغير ذو شحنة عالية، فإنه يستطيع التغلغل بسهولة في العديد من الأنسجة والخلايا، حيث يستهدف نواة الخلية تحديدًا، مثبطًا العديد من الإنزيمات، بما في ذلك تلك المستخدمة في تخليق الحمض النووي DNA. وتتفاقم سميته بسبب عدم قدرة الجسم على التحكم في مستويات البريليوم، وبمجرد دخوله الجسم، لا يمكن التخلص منه. ^{[ 149 ]}

داء البريليوم المزمن، أو داء البريليوم ، هو مرض حبيبي رئوي وجهازي ينتج عن استنشاق الغبار أو الأبخرة الملوثة بالبريليوم؛ وقد يؤدي استنشاق كميات كبيرة منه لفترة قصيرة أو كميات صغيرة لفترة طويلة إلى الإصابة به. قد تستغرق أعراض المرض ما يصل إلى خمس سنوات للظهور؛ ويتوفى حوالي ثلث المرضى، بينما يُصاب الناجون بإعاقات. ^{[ 148 ]} تصنف الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC) البريليوم ومركباته ضمن الفئة الأولى من المواد المسرطنة . ^{[ 150 ]}

في الولايات المتحدة، حددت إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) حدًا مسموحًا به للتعرض (PEL) للبريليوم ومركباته عند 0.2  ميكروغرام/م³ ^كمتوسط ​​مرجح زمنيًا لمدة 8 ساعات (TWA)، و2.0  ميكروغرام/م³ ^كحد للتعرض قصير المدى خلال فترة أخذ عينات مدتها 15 دقيقة. وحدد المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حدًا أعلى موصى به للتعرض  (REL) عند 0.5 ميكروغرام/م³ ^. أما قيمة IDLH (الخطر الفوري ^على الحياة والصحة) فهي 4  ملغ/م³ ^. [ ^{151 ] وتُعادل} سمية البريليوم سمية المعادن/أشباه الفلزات السامة الأخرى، مثل الزرنيخ والزئبق . ^{[ 152 ] [ 153} ]

قد يؤدي التعرض للبريليوم في مكان العمل إلى استجابة مناعية مفرطة، ومع مرور الوقت إلى الإصابة بداء البريليوم . ^{[ 154 ]} يجري المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) في الولايات المتحدة أبحاثًا حول هذه الآثار بالتعاون مع شركة رائدة في تصنيع منتجات البريليوم. كما يجري المعهد أبحاثًا جينية حول التحسس ومركب الكانابيديول (CBD)، بشكل مستقل عن هذا التعاون. ^{[ 154 ]}

تم الإبلاغ عن مرض البريليوم الحاد، الذي يتخذ شكل التهاب رئوي كيميائي، لأول مرة في أوروبا عام 1933 وفي الولايات المتحدة عام 1943. وكشف مسح أن حوالي 5% من العاملين في مصانع إنتاج المصابيح الفلورية في الولايات المتحدة عام 1949 كانوا يعانون من أمراض رئوية مرتبطة بالبريليوم. ^{[ 155 ]} يشبه داء البريليوم المزمن داء الساركويد في جوانب عديدة، وغالبًا ما يكون التشخيص التفريقي صعبًا. وقد أودى بحياة بعض الرواد في تصميم الأسلحة النووية، مثل هربرت ل. أندرسون . ^{[ 156 ]}

قد يوجد البريليوم في خبث الفحم. وعندما يُستخدم الخبث في صناعة مادة كاشطة لإزالة الطلاء والصدأ من الأسطح الصلبة، يمكن أن ينتشر البريليوم في الهواء ويصبح مصدرًا للتعرض له. ^{[ 157 ]}

على الرغم من توقف استخدام مركبات البريليوم في أنابيب الإضاءة الفلورية عام 1949، إلا أن احتمالية التعرض للبريليوم لا تزال قائمة في الصناعات النووية والفضائية، وفي تكرير معدن البريليوم وصهر السبائك المحتوية على البريليوم، وفي تصنيع الأجهزة الإلكترونية، وفي التعامل مع المواد الأخرى المحتوية على البريليوم. ^{[ 158 ]}

قام الباحثون الأوائل بممارسة بالغة الخطورة تتمثل في تحديد البريليوم ومركباته المختلفة من خلال مذاقه الحلو. وقد طُوِّر اختبار حديث للكشف عن البريليوم في الهواء وعلى الأسطح، ونُشر كمعيار دولي توافقي طوعي، ASTM D7202. تعتمد هذه الطريقة على استخدام محلول مخفف من بيفلوريد الأمونيوم للذوبان والكشف الفلوري عن البريليوم المرتبط بهيدروكسي بنزوكينولين سلفوني، مما يسمح بحساسية كشف تصل إلى 100 ضعف الحد الموصى به لتركيز البريليوم في مكان العمل. يزداد التألق الفلوري مع ازدياد تركيز البريليوم. وقد تم اختبار هذه الطريقة الجديدة بنجاح على مجموعة متنوعة من الأسطح، وهي فعالة في إذابة والكشف عن أكسيد البريليوم المقاوم للحرارة والبريليوم السيليسي بتراكيز ضئيلة (ASTM D7458). ^{[ 159 ] [ 160 ]} يحتوي دليل المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) للطرق التحليلية على طرق لقياس التعرض المهني للبريليوم. ^{[ 161 ]}