铍在科技领域的应用

时间:2023-11-17 11:49:03

铍对航空工业所做的贡献也是不可忽视的。航空工业的发展要求飞机飞得更快、更高、更远,铍因为重量轻、强度大被应用于航天领域。有些铍合金是制造飞机的方向舵、机翼箱和喷气发动机金属构件的好材料。现代化战斗机上的许多构件改用铍制造后,由于重量减轻,装配部分减少,使飞机的行动更加迅速灵活。有一种新设计的超音速战斗机——铍飞机,飞行速度可达4000千米/小时,相当于声速的3倍多。在将来的原子飞机和短距离起落的飞机上,铍和铍的合金一定会得到更多的应用。

进入20世纪60年代以后,铍在火箭、导弹、宇宙飞船等方面的用量也在急剧增加。铍是金属中最好的良导体。现在,有许多超音速飞机的制动装置是用铍来制造的,因为它有极好的吸热、散热的性能,“刹车”时产生的热量很快就会散失。当人造地球卫星和宇宙飞船高速穿越大气层的时候,机体与空气分子摩擦会产生高温。铍作为它们的“防热外套”,能够吸收大量的热量并很快地散发出去,这样就可防止温度过度升高,保障飞行安全。铍还是高效、优质的火箭燃料。铍在燃烧的过程中能释放出巨大的能量。每千克铍完全燃烧放出的热量高达15000千卡。

铍在科技领域的应用

除了航空航天以及合金方面的应用,铍也在反应堆领域释放了光彩。在无煤的锅炉——原子反应堆里,为了从原子核里释放出大量的能量,需要用极大的力量去轰击原子核,使原子核发生分裂,就像用炮弹去轰击坚固的炸药库,使炸药库发生爆炸一样。

这个用来轰击原子核的“炮弹”叫中子,而铍正是一种效率很高的能够提供大量中子炮弹的“中子源”。原子锅炉中光有中子“点火”还不行,点火以后,还要使它真正“着火燃烧起来”。中子轰击原子核,原子核分裂,放出原子能,同时产生新的中子。新中子的速度极快,达到每秒几万公里。必须使这类快中子减慢速度,变成慢中子,才容易继续去轰击别的原子核而引起新的分裂,一变二、二变四……持续不断地发展“链式反应”,使原子锅炉里的原子燃料真正“燃烧”起来,正因为铍对中子有很强的“制动”能力,所以它就成了原子反应堆里效能很高的减速剂。

这还不算,为了防止中子跑出反应堆,反应堆的周围需要设置“警戒线”——中子反射体,用来勒令那些企图“越境”的中子返回反应区。这样,一方面可以防止看不见的射线伤害人体健康,保护工作人员的安全;另一方面又能减少中子逃跑的数量,节省“弹药”,维持核裂变的顺利进行。

铍的氧化物比重小,硬度大,熔点高达2450℃,而且能够像镜子反射光线那样把中子反射回去,正是建造原子锅炉“住房”的好材料。

现在,几乎各种各样的原子反应堆都要用铍作中子反射体,特别在建造用于各种交通工具的小型原子锅炉时更需要。建造一个大型的原子反应堆,往往需要动用两吨多金属铍。

至于以后铍会不会表现出更特殊的应用,则看我们的科学家们如何操作吧!

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沃克兰(1763~1829年),法国化学家。

维勒(1800~1882年),德国化学家,因人工合成了尿素,打破了有机化合物的“生命力”学说而闻名。