نظائر البيريليوم

للبيريليوم (Be) اثني عشر نظيراً، ولكن يعد النظير بيريليوم-9 ⁹Be هو النظير الوحيد المتوفر والمستقر من بينها، لذلك يعد عنصر البيريليوم عنصر أحادي النظير إضافة لكونه عنصر أحادي النويدة، لأن نظائره الأخرى لديها أعمار نصف قصيرة جداً أو أنها غير متوفرة مثل بيريليوم-10 ¹⁰Be.

مما يميز عنصر البيريليوم أيضاً أنه العنصر أحادي النظير الوحيد الذي لديه عدد زوجي من البروتونات وعدد فردي من النيوترونات.

من بين النظائر الإحدى عشر الأخرى للبيريليوم فإن أكثر النظائر استقراراً هي النظير بيريليوم-10 ¹⁰Be بعمر نصف 1.39 مليون سنة والنظير بيريليوم-7 ⁷Be بعمر نصف 53.22 يوم. كل النظائر الأخرى لديها أعمار نصف أقل من 13.85 ثانية، وأقلها النظير بيريليوم-6 ⁶Be بعمر نصف 5.03 زيبتو ثانية.

على الرغم من أن تساوي عدد البروتونات والنيوترونات عادة ما يمنح استقرارية عند العناصر الخفيفة في الطبيعة، إلا أن النظير بيريليوم-8 ⁸Be يخالف هذه القاعدة، إذ أنه سرعان ما يخضع لاضمحلال ألفا بسبب الارتباط الوثيق في نواة النظير هيليوم-4 ⁴He. للنظير بيريليوم-8 ⁸Be عمر نصف مقداره 6.7(17)×10⁻¹⁷ ثانية.

يعتقد أن النظير بيريليوم-9 ⁹Be قد تشكل في الكون أثناء الاصطناع النووي بعد الانفجار العظيم نتيجة تشظية الأشعة الكونية في الفترة بين الانفجار العظيم وتشكل المجموعة الشمسية. يعد النظيران بيريليوم-7 ⁷Be، والذي لديه عمر نصف 53 يوم، والنظير بيريليوم-10 ¹⁰Be من النويدات الكونية، لأنهما يتشكلان من تأثير الأشعة الكونية، ومن خلال تتبعهما في الجو يمكن معرفة دورة البقع الشمسية والنشاط الشمسي. كما أن اضمحلال النظير بيريليوم-7 ⁷Be في الشمس هو أحد مصادر النيوترينوات الشمسية التي كان من الممكن الكشف عنها باستخدام تجربة هومستاك.

معدل استقبال النظير بيريليوم-7 ⁷Be من الجو إلى الأرض في اليابان

بيريليوم-10

ينتج النظير المشعّ بيريليوم-10 في غلاف الأرض الجوّي عن طريق تشظية الأشعة الكونية للأكسجين. يميل البيريليوم للانحلال في مياه الأمطار المتشكّلة في طبقات الجو العليا وينزل معها إلى سطح الأرض، حيث يتجمّع في الطبقات السطحية للتربة. إنّ طول عمر النصف الإشعاعي لهذا النظير (1.36 مليون سنة)، يسمح له بالتواجد لفترة طويلة قبل اضمحلاله الإشعاعي إلى البورون-10.

إنّ تحليل أثر النظير المشعّ بيريليوم-10 ¹⁰Be له أهميّة في مجال الجيولوجيا وعلم المناخ، ومن أحد هذه التطبيقات الهامّة الاستخدام في التأريخ الإشعاعي للصخور. كما تستخدم فحوص تركيز النظير ¹⁰Be نواتج اضمحلاله الإشعاعي لدراسة تكوّن التربة الغضارية وتعريتها، بالإضافة إلى تشكّل تربة اللاتيريت الصلصاليّة الحمراء. يبدي تركيز ¹⁰Be في الأرض علاقة مع نسبة الأشعّة الكونيّة الظاهرة في الأرض، والتي بدورها تكون متعلّقة بشدّة المغناطيسيّة الأرضيّة والنشاط الشمسي. إنّ تركيز البيريليوم-10 متناسب عكساً مع النشاط الشمسي، لأنّ ازدياد الرياح الشمسيّة خلال فترات النشاط الشمسي العالي يؤدّي إلى تناقص تدفّق الأشعّة الكونيّة التي تصل إلى كوكب الأرض. إنّ تحليل نسبة ¹⁰Be في العيّنات اللبّيّة الجليديّة يعطي دلالة على العلاقة بين النشاط الشمسي والاحترار العالمي على مدى آلاف السنين، وذلك لكون ¹⁰Be محتجزاً مع غازات الغلاف الجوّي المتبقيّة ضمن العيّنة. بما أنّ وجود النظير المشعّ ¹⁰Be يكون مفضّلاً في المسطّحات الضبوبيّة (إيروسول: مستعلقات صلبة وسائلة في الهواء)، فإنّ هناك تناسباً بين تركيز ¹⁰Be وهذه المستعلقات في الجوّ. يكون التركيز مرتفعاً في الأوقات الدافئة من السنة، ومنخفضاً في الأوقات الباردة. يتشكّل النظير ¹⁰Be أثناء الانفجارات النوويّة من تفاعل النيوترونات السريعة مع ¹³C في الهواء. يستخدم هذا الأمر كمؤشّر على حدوث أنشطة سابقة في مواقع اختبار الأسلحة النووية.

جدول النظائر

الرمز	Z(ب)	N(ن)	كتلة النظير (u)	عمر النصف	نمط الاضمحلال	ناتج الاضمحلال	لف مغزلي	تركيب النظائر التمثيلي (كسر مولي)	مجال التفاوت الطبيعي (كسر مولي)
5Be	4	1	5.04079		إصدار بروتون	4Li	(1/2+)#
6Be	4	2	6.019726	5.0×10−21 ثانية [0.092 ميغا إلكترون فولت]	2p	4He	0+
7Be	4	3	7.01692983	53.22 يوم	اصطياد إلكترون	7Li	3/2-	نادر
8Be	4	4	8.00530510	6.7×10−17 ثانية [6.8 إلكترون فولت]	انشطار	4He	0+
9Be	4	5	9.0121822	مستقر			3/2-	1.0000
10Be	4	6	10.0135338	1.39×106 سنة	β−	10B	0+	نادر
11Be	4	7	11.021658	13.81 ثانية	β− 97.1%	11B	1/2+
					β−, α 2.9%	7Li
12Be	4	8	12.026921	21.49 ميلي ثانية	β− 99.48%	12B	0+
					β−, n 0.52%	11B
13Be	4	9	13.03569	5 نانو ثانية	إصدار نيوترون	12Be	1/2+
14Be	4	10	14.04289	4.84 ميلي ثانية	β−, n 81.0%	13B	0+
					β− 14.0%	14B
					β−, 2n 5.0%	12B
15Be	4	11	15.05346	<200 نانو ثانية
16Be	4	12	16.06192	<200 نانو ثانية			0+