近期，我国可控核聚变研究不断取得突破。去年7月5日，全超导托卡马克装置“东方超环”在全球率先实现上百秒的稳态长脉冲高约束等离体运行，即稳定“燃烧”超过100秒。而我国科学家自主研发的“第一壁”也把铍推向了公众视野。

　　绿柱石里的“宝贝”

　　铍是一种钢灰色的稀有金属，在元素周期表中排行第四，是最轻的碱土金属元素。说到铍不能不提绿柱石，人们把铍元素称为沉睡在绿柱石中的“宝贝”。

　　一般的绿柱石和普通石头没什么两样，其中罕有的色泽美丽者则是珍贵的宝石，如祖母绿、海蓝宝石等。现在我们知道绿柱石的成分为铍铝硅酸盐，可在铍元素发现之前，人们只知道其成分为硅酸铝。

　　1798年，法国化学家沃克兰通过分析发现，绿柱石和祖母绿这两种外观差别巨大的石头具有几乎相同的化学成分，除了含有已知元素铝、硅、氧外，还含有一种未知元素。沃克兰把它命名为Glucinium。后来，德国化学家维勒还原出了单质铍，并将其命名为Beryllium。

　　铍的发现无疑是金属铍开发利用史上的一个标志性事件，但是金属铍的提取并不是一帆风顺的。铍元素被发现30年后的1828年，维勒等人才各自独立地用金属钾还原氯化铍制得单质铍，而且第一块金属铍的纯度并不高。1898年，电解法首次被用于制备金属铍。1932年，世界上首个工业化生产铍的工艺装备投产。

　　20世纪40年代初期，人们开始认识到铍及其化合物对人体的危害。铍及其化合物的粉尘、烟雾能引起多种人体器官中毒，且氧化铍、氟化铍、氯化铍、硫化铍、硝酸铍等化合物的毒性比金属铍更大。

　　材料领域的一张王牌

　　金属铍一个重要的应用方向就是合金制造。我们知道，青铜比钢铁软得多，弹性也不大，抗腐蚀能力也不强。但是，在青铜中加入少许铍后，性能就会发生巨大变化。人们一般把含铍1%～3.5%的青铜叫作铍青铜。铍青铜的机械性能比钢好，硬度和弹性也得到提高，抗腐蚀性得到加强，同时还具备良好的导电性。

　　由于铍青铜有着独特的优异性能，所以被广泛应用到许多领域。比如，铍青铜常被用来制作深海探测器和海底电缆，也可用来制作精密仪器零部件、高速轴承、耐磨齿轮、焊接电极以及手表游丝等。

　　此外，含镍的铍青铜还有一个十分可贵的品质，那就是在受撞击时不产生火花，故在生产石油和炸药等易燃易爆品的行业十分有用。含镍的铍青铜也不会被磁铁磁化，所以是制造防磁零件的好材料。

　　我们知道，降低航天器的体重可以节约发射费用。铍作为一种重要的轻金属，其密度要比铝小许多，而强度比钢还大。因此，铍是一种极其重要的宇航材料，兼具铍和铝各自优势的铍铝系列合金，被广泛用作制作空间飞行器的结构部件。

　　在金属王国中，铍的热学性能很好，并具有高熔点、高比热、高热导率和适宜的热膨胀率等优异性能。如用铍來为超音速飞机制造制动装置，则具有非常好的吸热和散热性能。用铍来为卫星和飞船制作“防热外套”，则可以保证它们在穿越大气层时温度上升不会过高。同时，金属铍还是制造惯性导航系统的关键材料，对提高导弹、飞机、潜艇等的导航精度具有重要意义。由于铍对红外光具有良好的反射性，因此还被应用于空间光学系统。

　　“原子炉”里的多面手

　　“原子炉”是原子核反应堆的俗称，是核电站的核心装备。在“原子炉”内，燃烧的燃料不是煤，而是核燃料——铀-235。核燃料的燃烧实质上就是裂变反应释放出能量。然而，要使铀-235原子核发生分裂，需要用“中子炮弹”轰击原子核。而铍就是一种能高效率提供“中子炮弹”的“中子源”。当铀-235的原子核受到“中子炮弹”轰击时，一个原子核会吸收一个中子，然后分裂成两个质量较小的原子核，同时释放出两三个中子。这些中子又会去轰击其他的原子核，从而引起新的裂变。由于中子的速度非常快，只有让这类快中子放慢“脚步”，才能使核裂变不断地延续下去。铍对中子具有很强的“制动”作用，因此是“原子炉”内极佳的中子减速剂。

　　铍在原子能工业中还有一个重要作用，那就是用作反应堆的反射剂。原来，为了防止“原子炉”内的中子逃逸，需要在内壁设置中子屏蔽层。铍氧化物熔点高达2450℃，而且还能像镜子反射光线一样把中子反射回去。因此，铍氧化物是制造“原子炉”中子反射层的优质材料。

　　“人造太阳”的“居室”

　　在全球能源紧张的背景下，被誉为“人造太阳”的热核聚变工程正在紧锣密鼓地进行。然而，如何打造一个坚不可摧的“反应舱”是一个大难题，毕竟“人造太阳”的工作温度高达上亿摄氏度。

　　最近，我国科学家自主研发制造出“人造太阳第一壁”。“第一壁”采用的材料看上去就像“三明治”一样，在反应堆内直面高温聚变材料的，是经过特殊处理的高纯度铍。在高纯度铍的外面依次为铜合金和不锈钢。经过特殊的加工工艺，三种材料成为一个有机整体，具有非凡的隔热防护效果，能为热核聚变实验反应堆筑起一道坚固的“防火墙”。

　　擦亮X射线管的“眼睛”

　　金属铍还有一个绝活，那就是对X射线是“透明”的，因此被誉为“金属玻璃”，这一点在X射线管上能派上大用场。

　　所谓X射线管，其实就是X射线发生器，主要由三部分组成：一是阴极（电子枪），这是产生电子并将电子束聚焦，放出自由电子的部分；二是阳极（金属靶），这是发射X射线的部分；三是窗口，这是X射线的输出通道。X射线管的工作原理为，在真空条件下，用高速电子轰击金属靶，从而发射出X射线。然后把X射线用于分析、诊断和医疗。

　　你可别小看这个X射线管输出的窗口，它对材料的要求非常高，既要满足一定的强度要求，以维持管内的高真空；同时还要求对X射线的吸收要小，以保证输出足够的X射线强度。因此，铍是制造X射线管“窗口”的绝好材料。

　　选自《百科知识》