Kim loại của kỉ nguyên vũ trụ

Be

“Berili - một trong những
nguyên tố tuyệt diệu nhất, một nguyên tố có ý nghĩa to lớn cả trên lí thuyết
lẫn trong thực tiễn.

... Việc làm chủ bầu trời,
những chuyến bay dũng cảm của máy bay và khinh khí cầu sẽ không thực hiện được
nếu không có các kim loại nhẹ và chúng ta sẽ thấy trước rằng, cả berili cũng sẽ
đến giúp nhôm và magie là các kim loại hiện đại của ngành hàng không. Và khi đó
máy bay của chúng ta sẽ bay với tốc độ hàng ngàn kilômét trong một giờ.

Một tương lai xán lạn đang
chờ đón berili!

Hỡi các nhà địa hóa học, hãy
tìm ra những mỏ mới. Hỡi các nhà hóa học, hãy tìm cách tách thứ kim loại này ra
khỏi người bạn đồng hành của nó là nhôm. Hỡi các nhà công nghệ học, hãy làm ra
những hợp kim nhẹ nhất, không chìm trong nước, cứng như thép, đàn hồi như cao
su, bền như platin và vĩnh cửu như ngọc quý...

Có thể, những lời đó hiện
thời xem ra giống như chuyện hoang đường. Nhưng trước mắt chúng ta, biết bao
chuyện hoang đường từng biến thành chuyện có thật đã hòa nhập vào tập quán hàng
ngày rồi đó sao và chúng ta quên rằng, mới hai mươi năm về trước, chiếc radio
và phim lồng tiếng đã chẳng ngân vang như câu chuyện hoang đường tưởng tượng đó
ư?”

Cách đây gần nửa thế kỉ, nhà
bác học Xô-viết vĩ đại, Viện sĩ A. E. Ferxman đã viết như vậy. Lúc bấy giờ ông
đã biết đánh giá đúng đắn ý nghĩa của berili.

Đúng, berili là kim loại của
tương lai. Và đến lúc ấy, trong “Hệ thống tuần hoàn” sẽ có những nguyên tố mà
lịch sử của chúng tương tự như lịch sử của berili, cũng lùi về quá khứ xa xôi.

... Hơn hai ngàn năm về
trước, trên sa mạc Nubi, nơi có những mỏ ngọc bích nổi tiếng của Nữ hoàng
Cleopatre, những người nô lệ đã khai thác được những tinh thể đá màu xanh kì
diệu. Từng đoàn lữ hành lạc đà đã mang ngọc bích đến bờ biển Đỏ, rồi từ đó,
ngọc bích đi vào cung điện của vua chúa các nước châu Âu, Cận Đông và Viễn Đông
- các hoàng đế Vizanti, các quốc vương Ba Tư, các thiên tử Trung Hoa, các vương
hầu Ấn Độ.

Với ánh hào quang lộng lẫy,
với mầu sắc trong ngần, với vẻ đẹp huyền ảo khi thì xanh lục đậm, gầm như xanh
thẫm, khi thì xanh lung linh chói ngời - trải qua nhiều thời đại, ngọc bích đã
làm cho con người phải mê say. Nhà sử học cổ La Mã Plini Bố đã viết: “So với
ngọc bích thì không vật nào có thể xanh hơn được...” Theo truyền thuyết, hoàng
đế La Mã Neron - một con người tàn bạo và hiếu thắng, thường hay xem những trận
đấu đẫm máu của bọn “người chọi” qua một tinh thể ngọc bích mài nhẵn. Khi ở La
Mã bùng lên một đám cháy, Neron đã ngắm nghía những ngọn lửa nhảy múa bập bùng
qua viên ngọc bích “quang học” ấy, trong đó mầu da cam của ngọn lửa rờn rợn hòa
lẫn màu xanh lục của viên ngọc (Có lẽ phải đính chính một điều quan trọng trong
truyền thuyết cổ này: theo các nguồn tin trên báo chí thì chiếc ống nhòm của
Neron hiện được giữ tại Vatican gần đây đã qua sự giám định của một chuyên gia
về khoáng vật học, thì hóa ra tinh thể ấy không phải là ngọc bích mà là
crizolit). “Nó xanh lục, trong ngần, vui, mắt và dịu dàng như cỏ xuân...” A. I.
Kup-rin đã viết như vậy về ngọc bích.

Cùng với việc tìm ra châu Mỹ,
một trang sử mới đã được ghi thêm vào lịch sử của loại đá xanh này. Trong các
ngôi mộ và đền miếu ở Mexico, Peru, Columbia, người Tây Ban Nha đã tìm thấy vô
số ngọc bích lớn, màu lục thẫm. Chỉ mấy năm sau đó, họ đã vơ vét hết những của
cải huyền bí này. Họ cũng đi tìm những địa điểm mà người xưa đã khai thác thứ
ngọc kì diệu này nhưng không tìm thấy. Mãi đến giữa thế kỉ XVI, những kẻ
chinh phục châu Mỹ mới làm chủ được bí mật của người Inca và mới xâm nhập được
vào các kho báu chứa đầy ngọc bích xứ Columbia.

Với vẻ đẹp hiếm có, ngọc bích
Columbia đã ngự trị trong nghề kim hoàn đến thế kỉ XIX. Năm 1831, một người
thợ nấu nhựa thông ở Uran tên là Macxim Cogiepnicôp khi nhặt củi khô trong
rừng, gần con suối Tôcôva, đã tìm thấy viên ngọc bích đầu tiên ở nước Nga.
Những viên ngọc bích lớn màu lục sáng của xứ Uran đã nhanh chóng được những
người thợ kim hoàn trên thế giới thừa nhận.

Trong thời gian làm “quyền
chỉ huy” xưởng mài mặt đá ở Ecaterinbua, Iacop Cocôvin - một con người liêm
khiết, rất am hiểu về đá và cũng là nghệ nhân làm đồ đá quý, đã lãnh đạo việc
khai thác những mỏ ngọc bích ở Uran. Năm 1834, một viên ngọc bích rất lớn, nặng
hơn hai kilôgam, tìm được tại một trong các mỏ ở đấy đã đến tay ông. Lúc bấy
giờ ông đâu có biết viên đá đẹp đẽ từng đi vào lịch sử khoáng vật học với tên
gọi “ngọc bích Cocôvin” ấy sẽ đóng vai trò định mệnh trong số phận của ông.

Người “chỉ huy” đã tự tay mài
những viên đá quý nhất. Lần này, ông cũng định chính tay mình mài các mặt viên
ngọc khổng lồ. Nhưng ý định của ông không thực hiện được: theo một lời tố giác
bịa đặt từ Pêtecbua (Staint Peterburg), một ban điều tra bất ngờ ập đến, ra
lệnh lụa soát nhà Cocôvin và đã “tìm thấy” viên ngọc bích mà ông không định giấu
đi. Người ta đã áp giải Cocôvin về thủ đô cùng với viên ngọc. Bá tước Perôpxki
vốn lừng danh là người sành sỏi và ưa thích đá quý đã tiến hành thẩm vấn vụ
này. Ông đã đưa vụ án đến kết thúc mà mình vẫn hằng mong đợi: bá tước đã nhốt
chàng Cocôvin vô tội vào tù (trong tù, vì không chịu đựng được những lời vu
khống bất lương nên ngay sau đó, người thợ ngọc đã tự sát), còn viên ngọc bích
thì vượt qua kho bạc nhà nước để đến bổ sung cho bộ sưu tập của bá tước. Nhưng
viên ngọc cũng không ở đây được bao lâu: vì đánh bạc bị thua to nên viên đại
thần danh tiếng này đã đành lòng từ giã nó và viên ngọc bích lại đến cư ngụ ở
nhà viên cố vấn cơ mật của triều đình là công tước Cochubây - người chủ của bộ
sưu tập đá quý lớn nhất nước Nga. Sau khi vị công tước này chết, con trai ông
đã chuyên chở nhiều ngọc quý trong đó có cả “viên ngọc Cocôvin” sang Viên để
bán hết. Theo thỉnh cầu của Viện hàn lâm Nga, triều đình Nga hoàng đã bỏ ra một
món tiền lớn để mua lại bộ sưu tập. Viên ngọc bích lớn nhất thế giới đã trở về
tổ quốc (Nga) và hiện nay đang được trưng bày trong viện bảo tàng khoáng vật
học thuộc Viện hàn lâm Khoa học Liên Xô ở Maxcơva.

Ngọc bích là một trong những
khoáng vật của berili. Aquamarin màu xanh nước biển và vorobievit màu hồng anh
đào, heliođo màu rượu vang và berin màu lục phớt vàng, fanakit trong suốt và
eucla xanh lam dịu dàng, crizoberin xanh lục trong trẻo và một biến thể lạ
thường của nó là Alecxanđrit - ban ngày thì màu lục đậm, còn khi chiếu đèn vào
thì màu đỏ tươi (nhà văn N. X. Lexcôp đã mô tả một cách hình ảnh: “Buổi sáng
xanh tươi và buổi chiều đẫm máu”) - đó chỉ là một số, nhưng đó là những đại
biểu danh tiếng nhất của dòng họ ngọc quý chứa berili.

Vỏ trái đất tuyệt nhiên không
nghèo berili, mặc dầu berili luôn luôn mang tiếng là một nguyên tố hiếm. Điều
đó được giải thích bởi một lẽ là nhiều khi không dễ tìm thấy khoáng vật chứa
berili. Và ở đây, chó - người bạn lâu đời của con người, có thể giúp chúng ta.
Trong những năm gần đây, trên sách báo thường xuất hiện những tin tức về việc
tìm kiếm được khoáng sản nhờ các “nhà địa chất bốn chân.” Chúng ta đã biết
nhiều sự kiện và huyền thoại về việc chó dựa theo mùi để tìm kiếm một vật hoặc
một người nào đó. Nhưng còn năng lực địa chất của chúng thì như thế nào? Các “nhà
sành quặng xù lông” ấy có thể tìm được những khoáng vật gì?

Tiến sĩ sinh học G. A.
Vaxiliep - người khởi xướng một phương hướng mới trong việc thăm dò các kho
tàng thiên nhiên nằm sâu dưới đất, kể rằng: “Bộ sưu tập của Viện bảo tàng
khoáng vật học thuộc Viện hàn lâm Khoa học Liên Xô đã giúp chúng ta giải đáp
được câu hỏi đó. Thí nghiệm với berili kim loại đã tỏ ra rất có hiệu quả: sau
khi ngửi kim loại này, chó Jinđa đã chọn ra được ngọc bích, aquamarin,
vorobievit, fanakit, bertranđit trong số rất nhiều khoáng vật, nghĩa là nó đã
chọn được tất cả những khoáng vật và chỉ những khoáng vật chứa berili. Sau đó
chúng tôi để lẫn tất cả các khoáng vật chứa berili với các mẫu khoáng vật khác,
rồi yêu cầu nó tìm lại. Khi đó, con Jinđa đã đi khắp nhà bảo tàng, rồi nằm úp
ngực vào chiếc tủ kính mà trong đó có viên ngọc bích lớn nhất và sủa.”

Các đại biểu của giới thực
vật cũng sẵn sàng đóng góp công sức của mình vào việc tìm kiếm berili. Cây
thông bình thường có thể đóng vai trò này vì nó có khuynh hướng tuyển chọn
berili từ đất và tích lũy lại trong vỏ cây. Nếu cây thông mọc ở gần nơi có các
khoáng vật chứa berili thì hàm lượng nguyên tố này trong vỏ cây sẽ cao gấp hàng
trăm lần so với trong đất và gấp hàng chục lần so với trong vỏ cây khác, chẳng
hạn như cây bạch dương hay cây tùng rụng lá.

Như các bạn đã biết, những
người thợ kim hoàn tỏ ra rất “kính nể” đối với nhiều loại đá quý chứa berili,
còn các nhà công nghệ chuyên sản xuất berili kim loại thì lại tinh tường hơn
đối với những thứ quyến rũ mình: trong số tất cả các khoáng vật chứa berili, họ
chỉ coi trọng berin mà thôi, vì chỉ có khoáng vật này mới có giá trị công
nghiệp. Trong thiên nhiên thường gặp những tinh thể berin khổng lồ: khối lượng
của chúng lên đến hàng chục tấn, còn chiều dài lên đến vài mét. Gần đây, trên
đảo Mađagaxca đã tìm thấy một đơn tinh thể berin nặng ba trăm tám mươi tấn,
chiều dài là 18 mét, chiều rộng là 3,5 mét.

Tại Viện bảo tàng mỏ ở
Lêningrat có một hiện vật rất thú vị - đó là một tinh thể Berin dài một mét rưỡi.
Trong mùa đông bị phong tỏa năm 1942, đạn pháo của địch đã xuyên thủng mái nhà
và nổ ở phòng chính. Các mảnh đạn đã làm cho tinh thể bị thiệt hại nghiêm trọng
làm cho nó tưởng như không còn được trưng bày trong bảo tàng nữa. Nhưng nhờ bàn
tay khéo léo của các nghệ nhân phục chế, tinh thể này đã được khôi phục lại
hình dạng ban đầu. Hiện giờ chỉ còn lại hai mảnh đạn han gỉ, được khảm vào tấm
bảng thuyết minh làm bằng thủy tinh hữu cơ giới thiệu về hiện vật này làm cho
mọi người biết đến cuộc phẫu thuật mà nó đã trải qua.

Chẳng có gì đáng ngạc nhiên
là ngay từ xa xưa không phải chỉ những người ưu thích của quý, mà cả các nhà
khoa học cũng rất chú ý đến các viên đá quý chứa berili.

Hồi thế kỉ XVIII, khi mà
khoa học còn chưa biết đến nguyên tố mà bây giờ được đặt ở ô số bốn trong “Hệ
thống tuần hoàn,” thì nhiều nhà bác học đã cố gắng phân tích berin, nhưng không
một ai có thể tìm thấy thứ kim loại chứa trong đó. Hình như nó ẩn náu sau lưng
nhôm và các hợp chất của nhôm - tính chất của hai nguyên tố này này giống nhau
đến mức độ kì lạ. Tuy vậy vẫn có những sự khác biệt. Lui Nicôla Voclanh (Louis
Nicolas Vanquelin) - nhà hóa học Pháp, là người đầu tiên nhận thấy sự khác biệt
ấy. Ngày 26 tháng “Mưa” năm thứ sáu của lịch Cộng Hòa (tức là ngày 15 tháng 2
năm 1798), tại phiên họp của Viện hàn lâm Khoa học Pháp, Voclanh đã thông báo
một tin làm chấn động dư luận, rằng, trong berin và ngọc bích có chứa một thứ “đất”
mới có tính chất khác hẳn với đất phèn hoặc nhôm oxit.

Các muối của nguyên tố mới
này có dư vị hơi ngọt, vì thế mà Voclanh đã đề nghị gọi nó là glixini (theo
tiếng Hy Lạp, “glykos” nghĩa là ngọt), nhưng nhiều nhà bác học khác lại coi tên
gọi ấy là chưa thật đạt, bởi vì muối của một số nguyên tố khác, chẳng hạn như
của ytri, cũng có vị ngọt. Theo đề nghị của các nhà hóa học nổi tiếng là
Claprôt (người Đức) và Ekebơ (người Thụy Điển) - cả hai ông đều nghiên cứu
berin - nguyên tố hóa học này được gọi là berili, còn tên glixini thì chỉ tồn
tại một thời gian dài trong sách báo hóa học của Pháp mà thôi.

Sự giống nhau giữa berili và
nhôm đã gây nên nhiều điều rắc rối cho Đ. I. Menđelêep - người sáng lập nên “Hệ
thống tuần hoàn” của các nguyên tố. Nguyên do là vào giữa thế kỉ XIX, vì có sự
giống nhau này nên berili được coi là một kim loại có hóa trị ba với khối lượng
nguyên tử bằng 13,5 vì thế mà nó phải chiếm vị trí giữa cacbon và nitơ trong “Hệ
thống tuần hoàn.” Điều đó dẫn đến sự lộn xộn rõ rệt trong quy luật thay đổi
tính chất của các nguyên tố và đã khiến người ta nghi ngờ tính đúng đắn của
định luật tuần hoàn. Vững tin ở sự đúng đắn của mình, Menđelêep cho rằng, khối
lượng nguyên tử của berili đã được xác đinh không đúng, nguyên tố này không có
hóa trị ba, mà phải có hóa trị hai và có những tính chất của magie oxit. Trên
cơ sở đó, ông đã đặt berili vào nhóm thứ hai sau khi sửa lại khối lượng nguyên
tử của nó thành chín. Chẳng bao lâu sau, các nhà hóa học Thụy Điển là Nixơn và
Petecxơn mà trước đây vẫn một mực tin rằng berili có hóa trị ba, đã buộc phải
xác nhận điều đó. Các cuộc nghiên cứu kĩ lưỡng của hai ông đã cho thấy khối
lượng của nguyên tử này bằng 9,1. Như vậy, nhờ berili - kẻ khuấy động sự yên
tĩnh trong “Hệ thống tuần hoàn,” mà một trong những định luật quan trọng nhất
của hóa học đã giành được chiến thắng.

Số phận của nguyên tố này có
nhiều điểm giống số phận các nguyên tố kim loại anh em với nó. Năm 1828, nhà
hóa học Đức là Vuêle (Wholer) và nhà hóa học Pháp là Buxi (Bussy), một cách độc
lập với nhau, đã tách được berili ở dạng tự do và mãi đến bảy mươi năm sau nhà
bác học Pháp là Lơbô (Paul Lebeau) mới có thể điều chế được berili kim loại
nguyên chất bằng cách điện phân các muối nóng chảy của nó. Cũng dễ hiểu rằng,
hồi đầu thế kỉ XX, các sách tra cứu về hóa học đã khăng khăng buộc tội berili
là “kẻ ăn bám,” là “chẳng có công dụng thực tế.”

Song sự phát triển như vũ bão
của khoa học và kĩ thuật đặc trưng cho thế kỉ XX đã buộc các nhà hóa học và
các nhà chuyên môn khác phải xem xét lại “bản án” quá bất công này. Việc nghiên
cứu berili nguyên chất đã chứng tỏ rằng, nó có nhiều tính chất quý báu và thú
vị.

Là một trong những kim loại
nhẹ nhất, berili đồng thời lại có độ bền cao, cao hơn cả các loại thép kết cấu
chứ chưa cần so với các bạn “đồng nghiệp” của nó trong nhóm kim loại nhẹ. Chẳng
hạn, nếu một sợi dây nhôm có tiết diện một milimét vuông chỉ đủ sức chịu đựng
hơn 10 kilôgam (bằng một xô nước), thì một sợi dây berili có cùng tiết diện như
thế sẽ chịu được một khối lượng gấp sáu lần, tức là bằng khối lượng thân thể
một người lớn. Ngoài ra, berili còn nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với
nhôm và magie. Sự kết hợp các tính chất một cách tốt đẹp như vậy đã làm cho
berili ngày nay trở thành một trong những vật liệu chủ yếu của ngành hàng
không. Các chi tiết của máy bay làm bằng kim loại này nhẹ hơn hẳn so với các
chi tiết bằng nhôm.

Tính dẫn nhiệt tuyệt vời,
nhiệt dung và tính bền nhiệt cao đã cho phép sử dụng berili và các hợp chất của
nó làm vật liệu giữ nhiệt trong kĩ thuật vũ trụ.
Chẳng hạn, các bộ phận giữ nhiệt trong buồng lái của con tàu vũ trụ “Mercury”
đều làm bằng berili.

Vì các chi tiết làm bằng
berili bảo đảm cho các kích thước có độ chính xác và tính ổn định cao nên chúng
được sử dụng trong các khí cụ con quay hồi chuyển; các khí cụ này nằm trong hệ
thống định hướng và bình ổn của các tên lửa, các con tàu vũ trụ và vệ tinh nhân
tạo của trái đất.

Còn một tính chất nữa của
berili khiến nó rất có triển vọng trong lĩnh vực chinh phục vũ trụ: khi đốt
cháy, nó tỏa ra nhiệt lượng rất lớn. Về mặt này thì không một kim loại nào khác
cạnh tranh được với nó. Không phải ngẫu nhiên mà các công trình sư về kĩ thuật
vũ trụ lại coi berili là một thành phần có thể tạo nên thứ nhiên liệu tên lửa
có năng lượng cao dùng cho các chuyến bay lên mặt trăng và đến các thiên thể xa
hơn nữa. Người ta cũng đề nghị dùng berili để chế tạo các bình chứa nhiên liệu của
các hệ thống tên lửa: khi nhiên liệu cháy hết, có thể sử dụng ngay “bao bì”
bằng berili làm nhiên liệu.

Các hợp kim của đồng với
berili gọi là đồng đỏ berili được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không.
Nhiều chi tiết phải đòi hỏi phải có độ bền lớn, có sức chống mỏi và chống ăn
mòn cao, giữ được tính đàn hồi trong khoảng nhiệt độ rộng, có độ dẫn điện và độ
dẫn nhiệt tốt đã được chế tạo từ các hợp kim đó. Người ta ước tính rằng, trong
một máy bay hiện đại hạng nặng có hơn một ngàn chi tiết được chế tạo bằng các
hợp kim này. Nhờ có tính chất đàn hồi nên đồng đỏ berili là loại vật liệu tuyệt
vời để làm lo xo. Trong thực tế, lò xo làm bằng hợp kim này không bị mỏi: chúng
có thể chịu đựng được hang tỉ chu kì tải trọng lớn!

Nhân đây xin kể một tình tiết
thú vị trong lịch sử chiến tranh thế giới hai có liên quan đến lò xo. Lúc bấy
giờ, nền công nghiệp của Hitle bị cắt rời khỏi nguồn berili chủ yếu. Trên thực
tế, nước Mỹ nắm toàn bộ sản lượng thế giới về thứ kim loại chiến lược quý báu
này. Thế là người Đức phải tìm mưu mẹo. Họ quyết định sử dụng nước Thụy Sĩ
trung lập để mua lậu đồng đỏ berili: Các hãng của Mỹ đã nhận được đơn đặt hàng
từ những người “thợ đồng hồ” Thụy Sĩ xin mua hợp kim này với lượng đủ dùng để
làm lò xo đồng hồ cho toàn thế giới trong khoảng năm trăm năm về sau. Sự thực
thì mánh khóe này đã bị bại lộ nên đơn đặt hàng ấy không được thực hiện. Nhưng
dần dần, lò xo bằng đồng đỏ berili vẫn có mặt trong các loại súng liên thanh
cực nhanh mới nhất đặt trên máy bay để trang bị cho quân đội phát xít.

Tính mỏi là một trong những “bệnh
nghề nghiệp” của nhiều kim loại và hợp kim. Vì không chịu được tải trọng thay
đổi hướng liên tục nên các kim loại và hợp kim này dần dần bị phá hủy. Song nếu
thêm vào thép một lượng berili, dù rất nhỏ, cũng có tác dụng như một cánh tay
hứng đỡ sự mệt mỏi. Nếu như các nhíp ô tô làm bằng thép cacbon thông thường sẽ
bị gẫy sau tám trăm đến tám trăm năm mươi ngàn lần xô đẩy, thì sau khi pha
thêm “vitamin Be” vào thép, nhíp sẽ chịu đựng được hàng chục triệu lần xô đẩy
mà không tỏ ra có dấu hiệu mỏi mệt.

Khác với thép, đồng đỏ berili
không phát ra tia lửa khi va đập vào đá hoặc kim loại, vì thế mà nó được sử
dụng rộng rãi để chế tạo các dụng cụ dùng ở những nơi dễ gây nổ như trong các
hầm mỏ, các nhà máy sản xuất thuốc nổ, các trạm xăng dầu.

Berili có ảnh hưởng rõ rệt
đến các tính chất của magie. Chẳng hạn, chỉ cần pha thêm vài chục phần triệu
berili cũng đủ giữ cho các hợp kim magie không bị bốc cháy khi nấu chảy và khi
đúc (tức là ở khoảng 700 độ C). Khi đó độ ăn mòn của các hợp kim này trong
không khí cũng như trong nước sẽ giảm hẳn.

Chắc hẳn một triển vọng to
lớn sẽ thuộc về các hợp kim của berili với liti. Sự liên minh của hai kim loại
nhẹ nhất này có thể sẽ dẫn đến sự ra đời các hợp kim kết cấu tuyệt vời, vừa bền
như thép lại vừa nhẹ như gỗ.

Dựa vào các tính chất hóa học
của mình mà berili có thể đảm nhiệm rất tốt vai trò chất khử oxi cho thép, giúp
thép chống lại sự xâm nhập của oxi. Đáng tiếc rằng, berili vẫn còn quá đắt nên
các nhà luyện kim chưa thể sử dụng nó với khối lượng lớn. Tuy nhiên, họ đã tìm
ra được một lĩnh vực sử dụng berili quan trọng khác mà trong đó không tiêu tốn
nhiều kim loại này. Đó là dùng nó để bão hòa bề mặt các chi tiết bằng thép -
gọi là sự berili hóa, nhằm nâng cao độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn
của chúng.

Các nhà kĩ thuật rơngen rất
ưu chuộng kim loại này vì nó để cho tia rơngen đi qua dễ dàng, hơn hẳn các kim
loại khác. Hiện nay, trên toàn thế giới, người ta đều dùng berili làm “cửa sổ”
cho các ống rơngen. Khả năng cho tia rơngen đi qua của các “cửa sổ” này cao gấp
gần hai chục lần so với các “cửa sổ” bằng nhôm mà trước đây vẫn được sử dụng
vào mục đích này.

Berili đã đóng vai trò nổi
bật trong sự phát triển của học thuyết về cấu tạo nguyên tử và hạt nhân nguyên
tử. Ngay từ hồi đầu những năm ba mươi, khi bắn phá hạt nhân berili bằng hạt
anfa, các nhà vật lí học người Đức là Bothe và Becker đã khám phá ra cái gọi
là “bức xạ berili,” tuy rất yếu nhưng lại có sức đâm xuyên rất mạnh: xuyên qua
lớp chì dày vài centimét. Năm 1932, nhà bác học người Anh là Chadwick đã xác
định được bản chất của bức xạ này. Hóa ra, đó là một dòng các hạt trung hòa về
điện với khối lượng mỗi hạt xấp xỉ bằng khối lượng của proton. Những hạt mới
này đã được gọi là nơtron.

Vì không mang điện nên các
nơtron dễ xâm nhập vào hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố khác. Tính chất này
làm cho nơtron trở thành viên đạn hữu hiệu nhất để bắn phá hạt nhân nguyên tử.
Hiên nay, “đại bác nơtron” được sử dụng rộng rãi để thực hiện các phản ứng hạt
nhân.

Việc nghiên cứu cấu trúc nguyên
tử của berili đã cho thấy đặc trưng của nó là tiết diện bắt giữ nơtron thì nhỏ
mà trị số phân tán nơtron thì lớn. Vì vậy, berili phát tán nơtron, làm thay đổi
hướng chuyển động và kìm hãm tốc độ của chúng cho đến trị số thích hợp để các
phản ứng dây chuyển xảy ra một cách có hiệu quả hơn. Trong số tất cả các vật
liệu rắn thì berili được coi là chất kìm hãm nơtron tốt nhất. Nó tỏ ra tuyệt
vời khi đóng vai trò chất phản xạ nơtron, đưa các nơtron trở về vùng hoạt động
của các lò phản ứng, ngăn giữ chúng lại, không để cho chúng bị tản mát. Berili
còn có tính chống bức xạ rất cao, kể cả ở nhiệt độ rất lớn. Tất cả những tính
chất tuyệt diệu này đã làm cho berili trở thành một trong những nguyên tố cần
thiết nhất của kĩ thuật nguyên tử.

Khả năng truyền âm của berili
rõ ràng là một điều mà khoa học rất đáng quan tâm. Trong không khí, tốc độ của
âm thanh là 330 mét trong một giây, còn trong nước là 1500 mét trong một giây.
Còn trong berili thì âm thanh phá vỡ tất cả các kỉ lục đó và đạt đến tốc độ
12.600 mét trong một giây (gấp hai đến ba lần so với trong các vật liệu kim
loại khác). Những người chế tạo nhạc cụ đã chú ý đến đặc điểm này.

Cả berili oxit cũng có nhiều
tính chất quý báu. Tính chịu lửa tốt (nhiệt độ nóng chảy trên 2500 độ C), độ
bền hóa học lớn và độ dẫn nhiệt cao cho phép sử dụng vật liệu này làm lớp lót
các lò cảm ứng, làm nồi để nấu chảy các kim loại và hợp kim. Chẳng hạn, để nấu
chảy berili trong chân không, người ta chỉ dùng nồi làm bằng berili oxit, vì
chất này hoàn toàn không tương tác với berili. Oxit này là vật liệu chủ yếu để
bọc các bộ phận tỏa nhiệt của lò phản ứng nguyên tử.

Tính chất cách nhiệt của
berili oxit cũng có thể được sử dụng trong việc nghiên cứu các tầng đất sâu của
hành tinh chúng ta. Có một dự án lấy mẫu đất đá từ lớp vỏ manti của trái đất ở
độ sâu 32 kilômét nhờ cái gọi là “kim nguyên tử” - một lò phản ứng hạt nhân tí
hon đặt trong một vỏ bọc cách nhiệt làm bằng berili oxit và có mũi nhọn bằng
hợp kim vonfram nặng.

Berili oxit đã có “thâm niên
công tác” cao trong công nghiệp thủy tinh. Pha thêm nó sẽ làm tăng độ cứng,
tăng chiết suất và độ bền hóa học của thủy tinh. Việc pha thêm berili oxit và
các hợp chất khác của berili cho phép làm được những loại thủy tinh đặc biệt có
độ trong suốt cao đối với tất cả các tia quang phổ - từ tia tử ngoại đến tia
hồng ngoại.

Berili oxit còn được dùng làm
nguyên liệu ban đầu để làm ra ngọc bích nhân tạo và các loại ngọc chứa berili
khác khi chúng được nuôi cấy trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao. Hiện nay,
quá trình này đã được thực hiện không phải chỉ trong các phòng thí nghiệm khoa
học, mà còn cả trong những điều kiện sản xuất.

Những lời tiên đoán của A. E.
Fexman - nhà bác học lỗi lạc có nhiều ước mơ, đã trở thành sự thật. Chỉ một
thời gian ngắn nữa thôi, berili sẽ đáp ứng được những hi vọng mà người ta đang
đặt vào nó. Từ một nguyên tố hiếm ít người biết đến, ngày nay nó đã trở thành
một trong những kim loại quan trọng nhất của thế kỉ.