பெரிலியம்

பெரிலியம் (ஆங்கிலம்: Beryllium IPA: /bəˈrɪliəm/ bə-RIL-ee-əm) என்பது எடையில் மிகவும் குறைவான ஒரு தனிமம். வேதியியலில் இதன் குறியீடு Be என்பதாகும். இதன் அணுவெண் 4. இது வெப்பத்தை நன்றாகக் கடத்தும் ஒரு தனிமம் ஆகும். செப்பு போன்ற மாழைகளுக்கு (உலோகங்களுக்கு) உறுதியூட்ட சிறிதளவு பெரிலியம் சேர்க்கப்படுகின்றது. X-கதிர்கள் (புதிர்-கதிர்கள்) இம்மாழையினூடு கடந்து செல்லவல்லன. இத்தனிமம், காந்தத்தன்மை ஏதுமற்றது. நைட்டிரிக் காடியால் (புளிமம், அமிலம்) (nitric acid) தாக்குண்டும் கரையாத பொருள்.

பெரிலியம் கண்டுபிடிப்பு 
1798 ல் பெரைல் என்று அழைக்கப்பட்ட பெரிலியம் அலுமினியம் சிலிகேட் என்ற கனிமத்தில் ஒரு புதிய தனிமம் இருக்க வேண்டும் என்று அதன் ஆக்சைடை மட்டும் பிரித்தெடுத்தவர் பிரஞ்சு நாட்டு வேதியியல் அறிஞரான நிக்கோலஸ் லூயிஸ் வாக்குலின்  இதைக் குளுசினியம்(Glucinium) என அழைக்கலாம் என்று அவர் தெரிவித்தார். இச் சொல் இனிப்பு என்று பொருள்படும் கிரேக்க மொழிச் சொல்லான கிளைகைஸ் என்ற சொல்லிலிருந்து உருவானது. இன்றைக்கு இப்பெயர் பிரான்சு நாட்டில் மட்டும் புழக்கத்தில் உள்ளது. பிற நாடுகளில் கலாப்ரோத் என்ற வேதியியலார் சூட்டிய பெரிலியம் என்ற பெயரே நிலைபெற்றது. இது பெரைல் என்ற சொல்லிலிருந்து வந்தது. என்றாலும் இதன் மூலச்சொல் மரகதம் என்று பொருள்படும் பெரைலோஸ் என்ற கிரேக்க மொழிச் சொல்லாகும்.

பெரிலியத்திற்கு 100 க்கும் மேற்பட்ட கனிமங்கள் அறியப்பட்டிருந்தாலும்  இவற்றுள் பெரைல், பினாசைட், கிரைசோ பெரைல் மற்றும் பெர்ட்ரான்டைட் போன்றவை முக்கியமானவை ஆகும். பெரைலில் 11 லிருந்து 13 விழுக்காடு பெர்லியம் ஆக்சைடு உள்ளது. இந்த உலோகம் பூமியின் மேலோட்டுப் பகுதியில் பரவலாக 2 முதல் 6 விழுக்காடு செழிப்புடன் காணப்படுகின்றது.
இந்தியா, பிரேசில், அர்ஜென்டினா, கனடா, அமெரிக்கா, காங்கோ, தென்ஆப்ரிக்கா, உகண்டா, மடகாஸ்கர் போன்ற நாடுகளில் பெரைல் கனிமம் மிகுதியாகக் கிடைக்கின்றது. 1928 ல் வோலர் (F.Wohler) மற்றும் புஸ்சி(A.A.Bussy) ஆகியோர் பெர்லியத்தைத் தனித்துப் பிரித்தெடுக்கும் வழிமுறையைக் கண்டறிந்தனர்.  எனினும் சில ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு லிபியூ(P.Lebeau) என்ற பிரஞ்சு நாட்டு விஞ்ஞானியே தூய பெர்லியத்தை உப்பூட்டிய மின்னாற் பகு நீர்மத்திலிருந்து பிரித்தெடுக்கும் வழி முறையைக் கண்டறிந்தார்.  இன்றைக்கு வர்த்தக அடிப்படையில் பெர்லியம் புளுரைடை ஆக்சிஜனிறக்க வினைக்கு மக்னீசியத்தால் உட்படுத்தி பெர்லியத்தைப் பெறுகின்றார்கள்.

தயாரிப்பு 

பெரிலியம் அதன் சேர்மங்களில் இருந்து  பிரித்தெடுக்கப்படுவது ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும். உயர் வெப்பநிலைகளில் பெரிலியத்திற்கு ஆக்சிசன் மேலுள்ள நாட்டமும், ஆக்சைடு படலம் நீக்கப்பட்டவுடன் அதன் உயர் ஒடுங்கும் அணுகுமுறையும் இதற்கு காரணங்களாகும். அமெரிக்கா, சீனா மற்றும் கஜகசுத்தான் நாடுகள் மட்டுமே பெரிலியத்தை பேரளவில் தொழில்துறையாக பிரித்தெடுப்பதில் ஈடுபட்டுள்ள மூன்று நாடுகளாகும் . 20 வருட இடைவெளிக்கு பின்னர் உருசியாவில் பெரிலியம் உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் ஆரம்பகால கட்டங்களில் உள்ளது .

பெரிலியம் மிகவும் பொதுவாக பெரைல் என்ற கனிமத்திலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது.  ஒரு பிரித்தெடுத்தல் முகவரைப் பயன்படுத்தி வெப்பப்படுத்தல் அல்லது ஒரு கரையக்கூடிய கலவையாக உருக்கிப் பிரித்தல் என்ற இரண்டு முறைகளில் இத்தயாரிப்பு நிகழ்கிறது. பெரைல் கனிமத்துடன் சோடியம் புளோரோசிலிக்கேட்டும் சோடியம் கார்பனேட்டும் கலக்கப்பட்டு 770 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு சூடுபடுத்தப்படுகிறது. சோடியம் புளோரோபெரைலேட்டு, அலுமினியம் ஆக்சைடு, சிலிக்கன் டை ஆக்சைடு முதலியவை உருவாகின்றன. சோடியம் புளோரோபெரைலேட்டுடன் நீர் கலந்த சோடியம் ஐதராக்சைடு கலந்து பெரிலியம் ஐதராக்சைடு வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது. உருக்குதல் முறையில் தயாரிக்க பெரைல் கனிமம் நன்கு தூளாக்கப்பட்டு 1650 பாகை செல்சியசு வெப்ப நிலைக்கு சூடுபடுத்தப்படுகிறது. உருகலை விரைவாக குளிர்வித்து மீண்டும் 250 முதல் 300 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு அடர் கந்தக அமிலம் சேர்த்து சூடுபடுத்த வேண்டும். பெரும்பாலும் பெரிலியம் சல்பேட்டும் அலுமினியம் சல்பேட்டும் உருவாகும். நீரிய அமோனியாவை இதனுடன் சேர்த்து அலுமினியம் மற்றும் கந்தகம் நீக்கப்படுகின்றன. பெரிலியம் ஐதராக்சைடு எஞ்சுகிறது. 
வெப்பப்படுத்துதல் முறை அல்லது உருக்குதல் முறைகளில் தயாரிக்கப்பட்ட பெரிலியம் ஐதராக்சைடு பெரிலியம் புளோரைடாக அல்லது பெரிலியம் குளோரைடாக மாற்றப்படுகிறது. நீரிய அமோனியம் ஐதரசன் புளோரைடுடன் பெரிலியம் ஐதராக்சைடைச் சேர்த்தால் அமோனியம் டெட்ராபுளோரோபெரிலேட்டு உருவாகும். அதை 1000 பாகை செல்சியசு வெப்ப நிலைக்கு சூடுபடுத்தினால் பெரிலியம் புளோரைடு உருவாகிறது. இதனுடன் மக்னீசியத்தைச் சேர்த்து 900 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு சூடாக்கினால் பெரிலியம் கிடைக்கிறது. இதையே 1300 பாகை வரை சூடாக்கும்போது கச்சிதமான உலோகம் கிடைக்கிறது. பெரிலியம் ஐதராக்சைடை சூடுபடுத்தும் போது பெரிலியம் ஆக்சைடு தோன்றும். இதை கார்பன் மற்றும் குளொரினுடன் சேர்க்கும் போது பெரிலியம் குளோரைடு உருவாகிறது. இதை மின்னாற் பகுத்தும் பெரிலியம் உலோகம் தயாரிக்கலாம்.

பண்புகள்

இயற்பியல் பண்புகள் 
இதன் வேதிக் குறியீடு Be. இதன் அணு எண் 4, அணு நிறை 9.012, அடர்த்தி 1850 கிகி /கமீ.உருகு நிலையும், கொதி நிலையும் முறையே 1553 K, 2773 K ஆகும். இது எஃகைப் போன்று சாம்பல் நிறத்தில் பளபளப்பாய் இருக்கும். இது லித்தியத்திற்கு அடுத்து லேசான உலோகம் என்றாலும் அதன் உருகு நிலை வேறு பல லேசான உலோகங்களை ஒப்பிட மிகவும் அதிகம். பெரிலியத்தை உருக்கி வார்ப்பதில் எந்தச் சிக்கலும் இல்லை. எனினும் இப்படி வார்க்கப்பட்ட பெரிலியம் அறை வெப்ப நிலையில் தகடாக அடிப்பதற்கும், கம்பியாக இழுப்பதற்கும் இணக்கமாக இருப்பதில்லை. இதனால் பொடித்துகள் உலோகவியல் (Powder mettalurgy) வழிமுறைகளைப் பின் பற்றி ஒருபடித்தான துகள் படிவுப் பொருளைப் பெற்றுச் சிக்கலை எதிர் கொள்கின்றார்கள். இதன் மீள் திறன் எஃகை விட 33 விழுக்காடு கூடுதலாகப் பெற்றுள்ளது. இது காந்தப் பண்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை, இதன் வெப்பங் கடத்தும் திறன் மிகவும் அதிகம். பெரிலியம் அடர் நைட்ரிக் அமிலத்தின் தாக்கத்தால் சிறிதும் பாதிக்கப்படுவதில்லை. எக்ஸ் கதிர்களை உட்புக அனுமதிக்கிறது. இதன் மீது ஆல்பா கதிர்கள் விழுமாறு செய்தால், நியூட்ரானை உமிழ்கிறது. ஒரு மில்லியன் ஆல்பாத் துகள்கள் விழும் போது 30 நியூட்ரான்கள் வெளிப்படுகின்றன என்றாலும் இதுவே நியூட்ரானுக்கு வலுவான மூலமாகும்.

வேதிப்பண்புகள் 
பெரிலியத்தின் வேதிப் பண்புகள் பெரும்பாலும் அலுமினியத்தை ஒத்திருக்கின்றன. அலுமினியத்தைப் போல பெர்லியமும் ஆக்சைடு கவசப் படலத்தைத் தன் புறப்பரப்பின் மீது காற்று வெளியில் ஏற்படுத்திக் கொள்கிறது. இது ஆக்சிஜனேற்றத்தால் ஏற்படும் அரிமானத்தைத் தடுக்கிறது. எனினும் படலத்தால் கவரப்பட்ட பெரிலியம் நீர்த்த ஹைட்ரோ குளோரிக் அமிலம், கந்தக அமிலங்களோடு வினை புரிகின்றது எனவே இந்த ஆக்சைடு மேற்படலம் அமில அரிப்புக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிப்பதில்லை. 900 டிகிரி சென்டிகிரேடு வெப்பநிலைக்கு அப்பால் நைட்ரஜன் பெர்லியத்தோடு வினை புரிந்து பெர்லியன் நைட்ரைடை உண்டாக்குகின்றது. காரக் கரைசல்கள் பெர்லியத்துடன் வினை புரிந்து ஹைட்ரஜன் வளிமத்தை வெளியேற்றுகின்றன.

பெரிலியத்தின் வேதியியல் பண்புகள் பெரும்பாலும் அதன் சிறிய அணு மற்றும் அயனி ஆரத்தின்  விளைவு ஆகும். மற்ற அணுக்களுடன் சேரும் போது இதன் அயனியாகும் ஆற்றலும் வலிமையான முனைவாகும் தன்மையும் அதிக அளவில் இருக்கின்றன. இதனால்தான் பெரிலியத்தின் அனைத்துச் சேர்மங்களும் சகப்பிணைப்பில் உள்ளன. தனிம வரிசை அட்டவணையில் பெரிலியத்திற்கு வெகு அருகில் உள்ள தனிமங்களைக் காட்டிலும் அலுமினியத்தின் வேதிப் பண்புகளுடன் இதன் பண்புகள் ஒரே மாதிரியாகக் காணப்படுகிறது. 1000 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு மேல் சூடுபடுத்தினால் தவிர பெரிலியத்தின் மீது ஆக்சைடு படலம் உருவாகி மேற்கொண்டு வினையேதும் நடக்காமல் தடுக்கிறது .. எனினும் படலத்தால் கவரப்பட்ட பெரிலியம் நீர்த்த ஐதரோகுளோரிக் அமிலம், கந்தக அமிலங்களோடு வினை புரிகின்றது . ஆனால் நைட்ரிக் அமிலத்தோடு வினை புரிவதில்லை. ஒரு முறை பெரிலியத்தை பற்றவைத்தவுடன் அது பிரகாசமாக எரிந்து பெரிலியம் ஆக்சைடு, பெரிலியம் நைட்ரைடுகளாக உருவாகிறது. 900 டிகிரி சென்டிகிரேடு வெப்பநிலைக்கு அப்பால் நைட்ரசன் பெரிலியத்தோடு வினை புரிந்து பெர்லியன் நைட்ரைடை உண்டாக்குகின்றது. காரக் கரைசல்கள் பெர்லியத்துடன் வினை புரிந்து ஐதரசன்  வளிமத்தை வெளியேற்றுகின்றன . காரங்களில் பெரிலியம் நன்றாகக் கரைகிறது.

பெரிலியம் சல்பேட்டு மற்றும் பெரிலியம் நைட்ரேட்டு கரைசல்கள் அமிலத் தன்மை வாய்ந்தவையாக உள்ளன. ஏனெனில் [Be(H2O)4]2+ அயனி நீராற்பகுப்பு அடைகிறது.
 
[Be(H2O)4]2+ + H2O ⇌ [Be(H2O)3(OH)]+ + H3O+

பெரிலியம் அலோகங்களுடன் சேர்ந்து வினைபுரிந்து இருபடிச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது.

பயன்கள் 
பெரிலியம் பெரும்பாலும் இராணுவப் பயன்பாட்டிற்குப் பயன்படுகிறது.
பெரிலியம் உயரளவு உருகுநிலையும் எக்கை விட உறுதியாகவும் இருப்பதால் வானவூர்தி, விண்ணூர்தி, ஏவூர்தி போன்றவைகளின் கட்டமைப்பிற்கு பயன்படுகிறது.  பீய்ச்சு வழி, பற்சக்கரத் தொகுதி, வேகத் தடையூட்டி போன்றவைகளில் பெரிலியத்தின் பயன்பாடு குறிப்பிடத்தக்கது.  ஹைட்ரஜனுக்கு அடுத்தபடியாக ஆக்சிஜனில் எரிந்து மிகஅதிக வெப்பம் வெளியிடும் தனிமம் பெரிலியமாகும். ஒரு கிராம் பெரிலியம் 17.2 கிலோ காலரி வெப்பத்தை வெளியிடுகின்றது. இது அலுமினியத்தைக் காட்டிலும் அதிகமாகும். இதனால் ஏவூர்திக்கான திண்ம எரிபொருளாக பெரிலிய உலோகப் பொடியைப் பயன்படுத்த முடிகிறது.

பெரிலியம் ஆற்றல் மிக்க எரிபொருளாயினும் இதன் எரி விளைமங்கள் நச்சுத்தன்மை உடையன. பெரிலியோசிஸ் என்ற பாதிப்பைத் தூண்டுகின்றன.
இதனை அடுக்கு ஏவூர்திகளில் மேனிலை அடுக்குகளில் மட்டுமே எரிபொருளாகப் பயன்படுத்துவது உகந்தது. பெர்லியத்தின் நியூட்ரான் உட்கவர் வாய்ப்பு மிகவும் குறைவாக இருப்பதால், நியூட்ரான்களை அணு உலைக்குள்ளேயே வைத்திருக்கச் சரியான நியூட்ரான் எதிரொளிப்பானாக பெர்லியம் பயனபடுகிறது. பெர்லியத்தை விட பெரிலியம்-செம்பு கலந்த கலப்பு உலோகம் நற்பயனளிக்கிறது.

அணு உலையைச் சுற்றி பெரிலியத்தாலான மெல்லிய சுவர் நியூட்ரான் கசிவைத் தடுக்கிறது.பெரிலியத்தின் பரப்பைத் தேய்த்து வளவளப்பூட்டமுடியும். இதனால்தான் அதை ஓர் உலோக எதிரொளிப்பானாகப் பயன்படுத்த முடிகிறது. விண்கலம் தொடர்பான கட்டமைப்புகளில் பெரிலியத்தைப் பயன்படுத்துவதினால் 30-60 விழுக்காடு மூலப் பொருள் மிச்சமாகிறது. நியூட்ரான் கற்றைக்கு உகந்த மூலமாக பெரிலியம் விளங்குகிறது. அணு உலையில் செயல்பாட்டைத் தொடங்கி வைப்பதற்கு இது பயன் தருகிறது.

பெர்லியம் எக்ஸ் கதிர்களுக்கு ஊடுருவும் பொருளாக இருக்கிறது. அலுமினியத்தை விட 17 மடங்கு எக்ஸ் கதிர்களை உட்செல்ல அனுமதிக்கிறது. இதனால் எக்ஸ் கதிர் உபகரணங்களில் சன்னல்களை அமைத்து எக்ஸ் கதிர்களை ஒரு திசையில் செலுத்த பெர்லியம் பயனளிக்கிறது.

பெர்லியம் ஆக்சைடு ஒரு வெப்பங்கடத்தாப் பொருள். மின் சாதனங்களுக்கான துணைக் கூறுகளை உற்பத்தி செய்ய இது ஒரு மூலப் பொருளாக உள்ளது.  மின் காப்புப் பொருட்கள், மின் பொறித் தக்கைகள்,(spark plug ) உயர் அதிர் வெண் இராடாருக்கான சாதனங்கள், பீங்கான் போன்றவைகள் பெர்லியம் ஆக்சைடால் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.

பெர்லியமும் செம்பும் கலந்த கலப்பு உலோகமான பெரிலிய வெண்கலம் பெற்றிருக்கும் உயர் திண்ம உரவு, முறிவு மற்றும் அரிமானத்திற்கு எதிர்ப்பு நீண்ட வெப்ப நிலை நெடுக்கையில் மீள் திறன், உயர் மின் மற்றும் வெப்பங்கடத்தும் திறன் போன்ற பண்புகளினால் இது பல இயந்திர உதிரி உருப்புக்களைச் செய்வதற்குப் பயன்படுகிறது. தேய்மானம் குறைவாக இருப்பதால் நீண்ட நாள் பயனுக்கு வருகிறது. உயர் மீள் திறனால் இது சுருள் வில்களை உருவாக்கப் பயன்தருகிறது. அதனால் இதை சுருள் வில் உலோகம் என்பர். கைக் கடிகாரங்களிலும், கன இரக வண்டிகளிலும், இரயில் வண்டிகளிலும் தேவைப்படுகின்ற வலுவான முறிவிலாத சுருள் வில்களுக்கு இது பயனளிக்கிறது.

பெரிலிய வெண்கலம் உறையும் போது ஏற்படும் வெப்பத்தால் தீப் பொறியை ஏற்படுத்துவதில்லை. இதனால் எண்ணெய் கிடங்குகள் எரிபொருள் மற்றும் எரி வளிம சுத்திகரிப்பு ஆலைகள், எரி வளிமப் பொதிகலன், வெடி மருந்துக் கலன் போன்றவைகளுக்கு பெரிலியம் உதவுகிறது.

கார்பன் எஃகுடன் சிறிதளவு பெரிலியத்தைச் சேர்க்க அதன் முறிவு எதிர்ப்புத் தன்மை பல மடங்கு அதிகரிக்கின்றது. எக்குப் பரப்புக்களை பெர்லியனேற்றம் செய்வதால் அதன் வலிமை, கடினத்தன்மை, தேய்மானமின்மை போன்ற தன்மைகள் அதிகரிக்கின்றன. மக்னீசியம் காற்று வெளியில் எரிந்து சாம்பலாகக் கூடியது. மக்னீசியக் கலப்பு உலோகங்களில் 0.01 விழுக்காடு பெரிலியம் கலந்தாலே உலோகப் பற்றவைப்புப் பயனின் போது அது எரிந்து சாம்பலாகி விடுவதில்லை.

பெரிலியமும் இலித்தியமும் கலந்த கலப்பு உலோகம் நீரில் மூழ்குவதில்லை. இதன் பயன் கடல் சார்ந்த ஆய்வுகளிலும், படகு, கப்பல் கட்டுமானத் துறைகளிலும், மிதவை உடைகள் தயாரிப்பதிலும் பெரிதும் பயன்படுகிறது.

மேற்கோள்களும் குறிப்புகளும்

புற இணைப்புகள் 
 ATSDR Case Studies in Environmental Medicine: Beryllium Toxicity U.S. Department of Health and Human Services
 It's Elemental – Beryllium
 MSDS: ESPI Metals
 Beryllium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
 National Institute for Occupational Safety and Health – Beryllium Page
 National Supplemental Screening Program (Oak Ridge Associated Universities)
 Historic Price of Beryllium in USA

தனிமங்கள்
காரக்கனிம மாழைகள்
 
அணுக்கருப் பொருட்கள்
ஒடுக்கிகள்