Beryllium er et stålgråt og hårdt metal, der er skrøbeligt ved stuetemperatur og har et tætpakket sekskantet krystalstruktur. Det har enestående stivhed (e-modul 287 GPa) og et relativt højt smeltepunkt. Berylliums elasticitetsmodul er omkring 50 % større end ståls. Kombinationen af dette modul og en relativt lav tæthed resulterer i en usædvanlig hurtig lydudledningshastighed i beryllium – omkring 12,9 km/s ved standardbetingelser. Blandt andre vigtige egenskaber er høj varmekapacitet (1925 J·kg⁻¹·K⁻¹) og termisk ledningsevne (216 W·m⁻¹·K⁻¹), som gør beryllium til det metal, der har den bedste varmespredning per enhedsvægt. I kombination med den relativt lave termiske udvidelseskoefficient (11,4×10⁻⁶ K⁻¹) resulterer disse karakteristika i en unik stabilitet under betingelser for termisk belastning.  Isotoper og nukleosyntese Både stabile og ustabile berylliumisotoper skabes i stjerner, men radioisotoperne holder ikke længe. Det menes, at den meste af den stabile beryllium i universet oprindeligt blev skabt i det interstellare medium, da kosmisk stråle-induceret fission i tungere grundstoffer, der findes i interstellar gas og støv. Primordial beryllium indeholder kun en stabil isotop, ⁹Be, og derfor kendes beryllium som et monoisotopisk grundstof. Radioaktivt kosmogent ¹⁰Be produceres i Jordens atmosfære af kosmisk strålespallation af ilt. ¹⁰Be akkumuleres på jordoverfladen, hvor dens relativt lange halveringstid (1,36 millioner år) giver den en lang opholdstid før den henfalder til bor-10. Af denne grund anvendes ¹⁰Be og dens datterprodukter til at undersøge naturlig jorderosion, jorddannelse og udviklingen af laterititjord, samt som en proxy for måling af variationer i Solens aktivitet og alderen på iskerner. Produktionen af ¹⁰Be er omvendt proportionel med Solens aktivitet, idet øget solvind i perioder med høj solaktivitet reducerer strømmen af galaktiske kosmiske stråler der når Jorden. Kerneeksplosioner danner også ¹⁰Be ved hurtige neutroners reaktion med ¹³C i kuldioxid i luften. Dette er en af de indikatorer, der er på steder hvor der tidligere har foregået prøvefyringer af kernevåben. Isotopen ⁷Be (halveringstid 53 dage) er også kosmogen, og udviser en atmosfærisk overflod forbundet med solpletter, meget lig ¹⁰Be. ⁸Be har en meget kort halveringstid på omkring 7×10⁻¹⁷ s, der bidrager til dets væsentlige kosmologiske rolle, da grundstoffer, der er tungere end beryllium, ikke kunne være produceret af kernefusion i Big Bang. Dette skyldes mangel på tilstrækkelig tid under Big Bang's nukleosyntese-fase til at producere carbon ved fusion af ⁴He-kerner og meget lave koncentrationer af tilgængelig beryllium-8. Den britiske astronom sir Fred Hoyle var den første til at vise, at ⁸Be og ¹²C's energiniveauer tillader carbonproduktion ved den såkaldte triple-alfa-proces i helium-drevne stjerner, hvor der er mere tid til rådighed for nukleosyntese. Denne proces gør, at carbon kan produceres i stjerner, men ikke i Big Bang. Stjerne-skabt kulstof (grundlaget for alt kulstof-baseret liv) er således en komponent i de grundstoffer i gas og støv, der frigives af AGB-stjerner og supernovaer (se også Big Bang-nukleosyntese), såvel som i skabelsen af alle andre elementer med atomnumre større end carbons. De inderste elektroner i beryllium kan bidrage til kemiske binding. Dette indebærer at når ⁷Be henfalder ved elektronindfangning så gøres dette ved at tage elektroner fra atomiske orbitaler, der kan deltage i binding. Dette gør til en vis grad dens forfaldsrate afhængig af dens elektronkonfiguration – hvilket er en sjælden ting i atomart henfald. Den berylliumisotop med korteste kendte levetid er ¹³Be, der henfalder via neutronemission. Den har en halveringstid på 2,7 × 10⁻²¹ s. ⁶Be er også meget kortlivet, med en halveringstid på 5,0 × 10⁻²¹ s. De eksotiske isotoper, ¹¹Be og ¹⁴Be er kendt for at udvise en nuklear glorie. Dette fænomen kan forstås som at ¹¹Be og ¹⁴Be's kerner har henholdsvis 1 og 4 neutroner, der kredser væsentligt udenfor den klassiske Fermi-'vanddråbemodel' af kernen.  Forekomst Solen har en koncentration på 0,1 parts per billion (ppb) af beryllium. Beryllium har en koncentration på 2 til 6 parts per million (ppm) i jordskorpen. Det er mest koncentreret i jordbunden, 6 ppm. Spormængder af ⁹Be findes i Jordens atmosfære. Berylliumkoncentrationen i havvand er 0,2–0,6 parts per trillion. I bækvand findes der dog lidt mere beryllium, med en koncentration på 0,1 ppb. Beryllium findes i mere end 100 mineraler, men de fleste er ualmindeligt sjældne. Blandt de mest almindelige beryllium-indeholdende mineraler er: bertrandit (Be₄Si₂O₇(OH)₂), beryl (Al₂Be₃Si₆O₁₈), krysoberyl (Al₂BeO₄) og fenakit (Be₂SiO₄). Blandt værdifulde former for beryl er akvamarin, rød beryl og smaragd. Den grønne farve i berylformer af ædelstenkvalitet kommer fra varierende mængder krom (omkring 2 % for smaragd). De to vigtigste typer berylliummalm, beryl og bertrandit, findes i Argentina, Brasilien, Indien, Madagaskar, Rusland og USA. Verdens samlede berylliummalm-reserver er på mere end 400.000 tons.  Produktion Udvinding af beryllium fra dets forbindelser er en vanskelig proces på grund af dets høje affinitet for ilt ved høje temperaturer, og dets evne til at reducere vand når dets oxidfilm fjernes. USA, Kina og Kasakhstan er de eneste tre lande, der indgår i den industrielle udvinding af beryllium. Beryllium udvindes normalt fra mineralet beryl, som enten er sintret ved hjælp af et udvindingsmiddel eller smeltet til en opløselig blanding. Sintringsprocessen indebærer blanding af beryl med natriumfluorosilikat og natron ved 770 °C (1.420 °F) for at danne natriumfluoroberyllat, aluminiumoxid og siliciumdioxid. Berylliumhydroxid findes som bundfald i en opløsning af natriumfluoroberyllat og natriumhydroxid i vand. Udvinding af beryllium ved hjælp af smeltemetoden indebærer at man sliber beryl til et pulver, og derefter varmer det op til 1.650 °C (3.000 °F). Smeltningen nedkøles hurtigt derefter med vand og opvarmes så igen til 250 til 300 °C (482 til 572 °F) i koncentreret svovlsyre, hvilket for det meste giver berylliumsulfat og aluminiumsulfat. Vandig ammoniak anvendes derefter til at fjerne aluminium og svovl, hvilket efterlader berylliumhydroxiden tilbage. Berylliumhydroxid skabes enten ved hjælp af sintrings- eller smeltemetoden, og konverteres derefter til berylliumfluorid eller berylliumklorid. For at danne fluoriden tilføjes vandig ammonium-hydrogenfluorid til berylliumhydroxiden for at give et bundfald af ammoniumtetrafluoroberyllat, som opvarmes til 1.000 °C (1.830 °F) for at danne berylliumfluorid. Opvarmning af fluoriden til 900 °C (1.650 °F) med magnesium danner fint opdelt beryllium, og gennem yderligere opvarmning 1.300 °C (2.370 °F) dannes det kompakte metal. Opvarmning af berylliumhydroxid danner oxiden, som bliver til berylliumklorid, når den kombineres med kulstof og klor. Elektrolyse af smeltet berylliumklorid anvendes derefter til at opnå selve metallet.  Etymologi Tidlige forløbere for ordet beryllium kan spores tilbage til mange sprog, heriblandt Latin Beryllus; fransk Béry; græsk βήρυλλος, bērullos, beryl; Prakrit veruliya (वॆरुलिय‌); Pāli veḷuriya (वेलुरिय), veḷiru (भेलिरु) eller viḷar (भिलर्) – "at blegne", som henvisning til den blege semiædelsten beryl. Den oprindelige kilde er sandsynligvis Sanskrit-ordet वैडूर्य (vaidurya), som er af Dravidisk oprindelse og kan være relateret til navnet på den moderne by Belur. I omkring 160 år var beryllium også kendt som glucinum eller glucinium (med det tilsvarende kemiske symbol "Gl", eller "G" ), hvilket stammede fra det græske ord for "sød": γλυκυς, på grund af berylliumsaltes søde smag.  Strålingsvinduer På grund af dets lave atomnummer og meget lave absorption af røntgenstråler, er den ældste og stadig en af de vigtigste anvendelser af beryllium, i strålingvinduer til røntgenrør. Der stilles ekstreme krav til berylliummets renhed for at undgå artefakter i røntgenbilleder. Tyndt berylliumsfolie anvendes som strålingsvinduer til røntgendetektorer, og den ekstremt lave absorption minimerer varmevirkninger forårsaget af røntgenstråler med høj intensitet og lav energi, som det typisk ses i synkrotronstråling. Vakuum-stramme vinduer og strålerør til strålingsforsøg på synkrotroner fremstilles udelukkende af beryllium. I videnskabelige opsætninger til diverse undersøgelser af røntgenemission er prøvholderen normalt lavet af beryllium, fordi dets udsendte røntgenstråler har meget lavere energier (~100 eV) end røntgenstråler fra de fleste undersøgte materialer. Lavt atomnummer gør også beryllium relativt trnasparent for energirige partikler. Det anvendes derfor til at bygge strålerør rundt omkring kollisionensregionen i opsætninger af partikelfysik, såsomsom alle fire centrale detektorforsøg på Large Hadron Collider (ALICE, ATLAS, CMS, LHCb), Tevatronen og SLAC. Berylliums lave tæthed lader kollisionprodukter nå de omkringliggende detektorer uden nævneværdig interaktion, dets stivhed producerer et kraftfuldt vakuum i røret for at minimere interaktion med gasser, dets termiske stabilitet gør det muligt for det at fungere korrekt ved temperaturer på kun et par grader over det absolutte nulpunkt, og dens diamagnetiske nature afholder det fra at blande sig i de komplekse multipolære magnetsystemer, der anvendes til at styre og fokusere partikelstrålen.  Mekaniske anvendelser På grund af dets stivhed, lave vægt og dimensionelle stabilitet under en lang række temperaturer anvendes beryllium til lette strukturelle komponenter indenfor forsvars- og rumfartsindustrierne i højhastighedsfly, guidede missiler, rumfartøjer og satellitter. Flere raketter med flydende brændstofhar brugt raketdyser lavet af ren beryllium. Berylliumpulver blev selv tidligere overvejet som et raketbrændstof, men disse overvejelser udmøntede sig aldrig i noget konkret. Et lille antal af ekstremt high-end cykelstel er blevet bygget med beryllium. Fra 1998 til 2000 anvendte McLaren Formel 1-holdet Mercedes-Benz-motorer med beryllium-aluminium-legerede stempler. Anvendelsen af motorkomponenter af beryllium blev forbudt efter en protest fra Scuderia Ferrari. Ved at blande omkring 2,0 % beryllium i kobber kan man danne en legering kaldet berylliumkobber, der er seks gange stærkere end kobber alene. Berylliumlegeringer har mange anvendelser på grund af deres kombination af elasticitet, høj elektrisk ledningsevne og termisk ledningsevne, høj styrke og hårdhed, ikke-magnetiske egenskaber, samt gode modstand mod korrosion og træthed. Disse anvendelser omfatter ikke-gnistdannende værktøjer, der anvendes omkring brandfarlige gasser (berylliumnikkel), i fjedre og membraner (berylliumnikkel og berylliumjern), der anvendes i kirurgiske instrumenter og højtemperatursenheder. Helt ned til 50 ppm af beryllium legeret med flydende magnesium kan føre til en betydelig stigning i oxidationsmodstand og fald i brændbarhed. Berylliums stærkt elastiske stivhed har ført til omfattende brug af det i præcisionsinstrumenter, f.eks. i træghedsnavigationssystemer og i støttemekanismer til optiske systemer. Beryllium-kobberlegeringer blev også anvendt som et hærdende middel i "Jasonpistoler", som blev brugt til at tage malingen af skibsskrog. Beryllium blev også brugt til cantilever i high performance fonograf-spidser, hvor dets ekstreme stivhed og lave densitet tillod sporingsvægte, der kunne reduceres til 1 gram, men stadig spore højfrekvenspassager med minimal forvrængning. En tidligere større anvendelse af beryllium var i bremser til militære fly på grund af dets hårdhed, høje smeltepunkt, og en enestående evne til at sprede varme. Miljømæssige overvejelser har ført til substitution med andre materialer. For at reducere omkostningerne kan beryllium legeres med betydelige mængder aluminium, hvilket resulterer i AlBeMet-legering (et handelsnavn). Denne blanding er billigere end ren beryllium, mens den stadig bibeholder mange af de ønskelige egenskaber.  Spejle Berylliumspejle er af særlig interesse. Spejle til store områder, ofte understøttet med en honeycomb-struktur, bruges for eksempel i meteorologiske satellitter, hvor lav vægt og varig dimensionel stabilitet er afgørende. Mindre berylliumspejle anvendes i optiske styresystemer og affyringsstyresystemer, f.eks. i de tysk-producerede kampvognsmodeller Leopard 1 og Leopard 2. Disse systemer kræver meget hurtig spejlbevægelse, hvilket nødvendiggør lav masse og høj stivhed. Normalt er berylliumspejlet belagt med en hård nikkelbelægning, som er lettere at polere til et finere optisk slutresultat end beryllium. Somme tider poleres berylliummet dog uden uden belægning. Dette gælder især ved kryogene anvendelser, hvor uoverensstemmelser i termisk udvidelse kan få belægning til at spænde. James Webb Space Telescope vil have 18 sekskantede berylliumafsnit til sine spejle. Fordi JWST vil stå over for temperaturer på 33 K, er spejlet lavet af guldbelagt beryllium, som kan håndtere ekstrem kulde bedre end glas. Beryllium kontraheres og deformeres mindre end glas – og forbliver mere uniform – under sådanne temperaturer. Af samme grund er optikken i Spitzer Space Telescope helt bygget af berylliummetal.  Magnetiske anvendelser Beryllium er ikke-magnetiske. Derfor anvendes værktøjer fremstillet fra beryllium-baserede materialer af hold indenfor flåde eller militær, der skal bortskaffe eksplosivt krigsmateriel på eller nær søminer, da disse miner normalt har magnetiske tændrør. De findes også i vedligeholdelse og byggematerialer nær MRI-maskiner på grund af de høje magnetiske felter, der genereres af disse. Inden for radiokommunikation og stærke (normalt militære) radarer anvendes håndværktøj af beryllium til at tune de stærkt magnetiske klystroner, magnetroner, osv., der anvendes til at generere høje niveauer af mikrobølgeenergi i senderne.  Nukleare anvendelser Tynde plader eller folier af beryllium anvendes undertiden i atomvåbendesign som de alleryderste lag af plutonium-pit'en i den primære stadier af termonukleare bomber, placeret omkring det fissile materiale. Disse berylliumlag er god "skubbere" til implosionen af plutonium-239, og de er også gode neutronreflektorer, ligesom det er tilfældet i beryllium-modererede kernereaktorer. Beryllium anvendes også udbredt i nogle neutronkilder i laboratorienheder, hvor der kun er behov for relativt få neutroner (i stedet for at skulle bruge en kernereaktor eller en partikelaccelerator-drevet neutrongenerator). Til dette formål bombarderes et mål af beryllium-9 med energiske alfapartikler fra en radioisotop såsom polonium-210, radium-226, plutonium-239 eller americium-241. I den følgende kernereaktion omdannes en berylliumkerne til kulstof-12, og der udledes en fri neutron, som bevæger sig i omtrent samme retning som alfapartiklerne var. Sådanne alfa-henfald- drevne beryllium-neutronkilder blev brugt i nogle af de tidligste atombomber. Neutronkilder hvori beryllium bombarderes med gammastråler fra en gamma-henfaldende radioisotop, anvendes også til at producere laboratorieneutroner. En anden anvendelse af beryllium er til brændselsfremstilling til CANDU-reaktorer. Brændselselementerne har små vedhæng, der er modstandsloddet til brændstofbeklædningen ved hjælp af en induktionslodningsproces med Be som fyldstofmaterialet ved lodningen. Der loddes lejeunderlag på for at forhindre kontakt mellem brændselsbundterne og trykrør, og inter-element-afstandsstykker loddes på for at forhindre kontakt mellem elementerne. Beryllium anvendes også ved Joint European Torus kernefusionsforskningslaboratorium, og det vil blive brugt i de mere avancerede ITER til at tilpasse de komponenter, som vil komme i kontakt med plasmaet. Beryllium er også blevet foreslået som et belægningsmateriale til brændselsstave på grund af dets gode kombination af mekaniske, kemiske og nukleare egenskaber. Berylliumfluorid er en af de centrale salte i den eutektiske saltblanding FLiBe, der anvendes som opløsningsmiddel, moderator og kølemiddel i mange hypotetiske smeltesaltsreaktor-designs, herunder LFTR-designet.  Akustik Berylliums lave vægt og høje stivhed gør det anvendeligt som et materiale til høj-frekvens højttalerdrivere. Da beryllium er dyrt (mange gange dyrere end titanium), svært at forme på grund af dets skørhed, og giftigt hvis det håndteres forkert, ses beryllium-højttalere normalt kun i velstående hjem, pro audio og Public Address-anvendelser. Nogle højkvalitets-produkter er svigagtigt blevet hævdet at være lavet af materialet.  Elektronik Beryllium er et p-type doteringsmiddel i III-V-sammensatte halvledere. Det er udbredt i materialer såsom GaAs, AlGaAs, InGaAs og InAlAs, der frembringes af molekylærstråleepitaksi (MBE). Tværrullede berylliumark er en fremragende strukturel støtte til printplader i surface-mount-teknologi. I nogle vigtige elektroniske enheder fungerer beryllium både som strukturel støtte og køleplade. Anvendelsen kræver også en koefficient for termisk udvidelse , som passer godt til alumina og polyimid-glassubstrater. Beryllium-berylliumoxidforbindelse "E-Materialer" er blevet særligt designet til disse elektroniske anvendelser, og har den yderligere fordel, at den termiske udvidelseskoefficient kan tilpasses til forskellige substratmaterialer. Berylliumoxid er nyttigt til mange anvendelser, der både kræver en elektrisk isolator, en fremragende varmeleder, høj styrke og hårdhed og meget højt smeltepunkt. Det er ofte brugt som en isolator-baseplade i høj-effektive transistorer i radiofrekvens-sendere til telekommunikation. Berylliumoxid er også ved at blive undersøgt for muligheder for at bruge det til at øge den termiske ledningsevne i kernebrændsel-piller af urandioxid. Berylliumforbindelser blev tidligere anvendt i lysstofrør rør, men denne brug blev afskaffet på grund af sygdommen berylliose, der ramte de der fremstillede rørene.  Sundhedsmæssige anvendelser Beryllium er en del af flere dentallegeringerer.