چرا ارتش ایالات متحده از بریلیُم استفاده می‌کند؟

فرارو- با برخی از پیشرفته‌ترین سخت افزار‌های نظامی وابسته به بریلیم دسترسی به ذخایر این عنصر اهمیت فزاینده‌ای پیدا خواهد کرد.

به گزارش فرارو به نقل از نشنال اینترست، هواپیمایی را تصور کنید که وزن آن نصف جنگنده‌های فعلی است. سوخت را با بالاترین قابلیت حمل کرده و فشار را به خوبی تحمل می‌کند و هواپیما را بدون خستگی و تقریبا ابدی می‌سازد.

این مزیت‌ها تنها بخشی از کاربرد فلزی کمیاب به نام بریلیم است. از بریلیم در صنعت انرژی هسته‌ای نیز به عنوان تعدیل کننده نوترون استفاده می‌شود. علاوه بر این، کیفیت عایق حرارتی اکسید بریلیم می‌تواند به بررسی و کاوش در اعماق زمین کمک کند. این عنصر فلزی بیش‌تر در قزاقستان، چین، روسیه و امریکا یافت می‌شود.

بریلیم یکی از سبک‌ترین فلزات روی سیاره زمین است که با استحکام قابل توجهی و بیش تری در مقایسه با فولاد شناخته می‌شود. علاوه بر این، بریلیم نقطه ذوب بسیار بالاتری نسبت به منیزیم و آلومینیوم دارد.

چنین ترکیب موفقیت آمیزی از ویژگی‌ها باعث می‌شود تا بریلیم به یکی از مواد کلیدی در صنعت هوانوردی امروز تبدیل شود. قطعات هواپیما ساخته شده از بریلیم ۱.۵ برابر سبک‌تر از آلومینیوم هستند.

ذخایر خام بریلیم به طور کلی در سراسر جهان در دسترس است. برزیل و آرژانتین بیش‌ترین ذخایر بریلیم را در اختیار دارند و نزدیک به ۴۰ درصد از تولید جهانی آن عنصر را شامل می‌شود. هند و بسیاری از کشور‌های آفریقایی نیز دارای مقادیر قابل توجهی سنگ معدن بریلیم هستند. منطقه شین جیانگ چین ممکن است بیش از ۴ هزار تن از این فلز کمیاب را در خود جای داده باشد.

بریل دانه درشت زمانی با دست استخراج می‌شد. اخیرا فرآیند‌های شناورسازی تازه برای استفاده از منابع بریل دانه ریز ابداع شده اند که باعث می‌شوند بتوان از آن نوع از بریل نیز استفاده کرد. فرایند استخراج بریل در برزیل چشمگیر است.

بریلیم مانند همزادهایش لیتیوم و بور عنصری نسبتا کمیاب در پوسته زمین است و تنها ۰.۰۰۰۴ درصد از جرم پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. اگرچه بریلیم یک عنصر کمیاب است، اما پراکنده نیست، زیرا بخشی از رسوبات سطحی بریل در سنگ‌های پگماتیت است که آخرین آن‌ها در گنبد‌های گرانیتی متبلور شدند. گزارش‌هایی از وجود بریل‌های غول پیکر تا طول یک متر و چندین تن وزن نیز منتشر شده اند.

در مورد ارتش و کاربرد نظامی بریلیم چطور؟

فلز بریلیم در صنایع هوافضا و دفاعی در ایالات متحده برای تولید قطعات سبک وزن و دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بریلیم خالص به ویژه در هواپیما‌های جنگنده نظامی وزن را کاهش می‌دهد که برای سرعت و قدرت مانور اهمیت زیادی دارد در حالی که قابلیت هدف گیری و ضربه زدن را نیز فراهم می‌کند. اتصالات الکتریکی، اتصال دهنده‌ها و اجزای ساختاری برای هواپیما‌ها و جنگنده‌هایی مانند F-۲۲ Raptor، F-۳۵ Lightning II Joint Strike Fighter، F-۱۸ Super Hornet، F-۱۶ Fighting Falcon و F-۱۵ Strike Eagle از مخلوط مس و بریلیم ساخته شده اند.

هم چنین، اجزای بریلیم در سیستم‌های نظارتی، هدف گیری و نوری پیشرفته در بالگرد‌های نظامی تعبیه شده و باعث حفظ ایمنی خدمه آن می‌شوند. پهپاد‌ها برای دید و هدف گیری در زمان واقعی در ماموریت‌های نظارتی و شناسایی به سیستم‌های بصری برپایه بریلیم متکی هستند.

علاوه بر این، آینه‌های سفت بریلیم لرزش را کاهش می‌دهند و یک مسیر نوری بدون لرزش را برای هدف گیری و کنترل آتش در تانک‌های جنگی در حال چرخش ارائه می‌دهند. بریلیم همچنین در کشف و انهدام مواد منفجره دست ساز و مین‌های تاکتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هم چنین، در سیستم‌های دفاع موشکی هدایت شونده جدید نقش بریل بسیار اهمیت دارد و باعث ایجاد اطمینان درباره توانایی سیستم به منظور هدایت، هدف قرار دادن و در نهایت از بین بردن تهدیدات موشکی می‌شود.

آلیاژ‌های مس بریلیوم مورد استفاده در هاب شبکه (نقطه اتصال مشترک بین دستگاه‌ها یا اصطلاحا گره‌های موجود در یک شبکه محلی)، سوئیچ‌ها و روتر‌ها نیز برای ارتباطات نظامی حیاتی هستند.

استحکام و رسانایی الکتریکی و حرارتی این عنصر ضمن بهینه سازی سرعت سیگنال و پهنای باند قابلیت اطمینان بخشی را فراهم می‌سازد. هم چنین، سیستم‌های الکتریکی روی ماهواره‌های نظامی ایالات متحده برای پایداری ساختاری و ابعادی و قابلیت اطمینان بخشی به فلز بریلیم متکی هستند.

این عنصر علاوه بر تجهیزات نظامی سخت افزاری امنیت داخلی را نیز تقویت می‌کند. بریلیم و ترکیبات حاوی آن در تجهیزاتی که امکان بازرسی، نظارت و اقدامات متقابل را در فرودگاه ها، بنادر، پست‌های مرزی و سایر دارایی‌های عمومی فراهم می‌کند نیز مورد استفاده قرار گرفته اند.

اجزای بریلیم را می‌توان در دستگاه اشعه ایکس، تجهیزات مرتب سازی و اسکنر‌هایی یافت که برای غربالگری چمدان‌ها و محموله‌ها از نظر مواد شیمیایی غیرقانونی و مضر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دانشمندان تنها در پایان قرن نوزدهم توانستند بریلیم را به شکل خالص آن بدست آورند. پس از آن، هیچ کس نمی‌دانست که چگونه از آن استفاده کند. بنابراین، در کل ادبیات علمی ذکر شده بود که بریلیم هیچ کاربرد عملی‌ای ندارد. با این وجود، دانشمندان در نهایت متوجه شدند که بریلیم تا چه اندازه ارزشمند است.

برای مثال، فنر‌ها و اجزای ساخته شده از بریلیم با داستانی غیرعادی در تاریخ جنگ جهانی دوم مرتبط هستند. صنعت دفاعی عظیم آدولف هیتلر از تامین کنندگان اولیه مواد خام بریلیم جدا شد، زیرا ایالات متحده عملا تمام تولیدات جهانی این فلز استراتژیک حیاتی را کنترل می‌کرد.

بنابراین، در عوض آلمانی‌ها تصمیم گرفتند برنز بریلیم را از طریق سوئیس بی طرف در جنگ قاچاق کنند. شرکت‌های آمریکایی سفارش زیادی از “ساعت سازان” سوئیسی دریافت کردند که برای ۵۰۰ سال آینده برای تمام فنر‌های ساعت دنیا کافی بود.

با این وجود، این ترفند نازی‌ها کشف شد و سفارش‌ها تکمیل نشده باقی ماندند. با این وجود، فنر‌های برنزی بریلیم گاهی اوقات در جدیدترین مدل‌های مسلسل‌های شلیک سریع هواپیما‌های مورد استفاده نیرو‌های نازی دیده می‌شد. تمام خواص و کیفیت بریلیم هنوز به طور کامل کشف نشده و چه کسی می‌داند که ما در آینده در مورد آن چه چیز‌های بیش تری را خواهیم آموخت؟