ヘリウム ガス 不足。 コロナ危機が再びヘリウム供給不足を生む

ヘリウム危機、背景には需要増と供給減

ヘリウム ガス 不足

2019年11月、日本物理学会などのヘリウムを研究で使用する学会らが国をあげてヘリウムの安定供給に取り組むよう緊急声明を発表しました。 ヘリウムは半導体や光ファイバーなどの工業製品の製造や研究開発、またMRIなどの医療機器など多くの場所で利用されています。 そんなヘリウムは10年前よりも輸入価格が3倍に上昇し、研究開発用のヘリウムが不足している状況です。 このままでは半導体や光ファイバーなどの研究開発に大きな影響がでることや、さらにヘリウム不足が深刻化すれば一部の医療機器の使用が困難になってしまう可能性が考えられます。 今回はなぜこのようなことが起きているのか?また日本ではなぜヘリウムは生産されていないのか?解説していこうと思います。 ヘリウム ヘリウムは無味、無臭、無色で水素に次ぐ軽い気体であり、貴ガスの一種です。 その軽さから気球や小型飛行船に使われたり、身近なところではパーティ用の声を変える道具としても使われていますよね。 そんなヘリウムは大気中にはわずか5 ppm(0. 005%)しか含まれておらず、空気から単利することは難しく、天然ガスより分離、精製されるのです。 また、ヘリウムは太陽を構成する元素であると考えられたため、名前の由来はギリシャ神話の太陽神である「ヘリオス」からきています。 ヘリウムがなぜ不足しているのか? 先ほども言った通り、ヘリウムは空気中に微量しか含まれておらず、空気中から単離することは極めて困難です。 そのためヘリウムが多く含まれている天然ガスから単離する必要があります。。 そして、このヘリウムが多く含まれる(0. 5%~1%)天然ガスの井戸は地球上の一部の地域に偏在しており、一部の地域でしか生産できないのです。 残念ながら日本にはヘリウムを多く含む天然ガスの井戸は無く、ヘリウムを生産することはできません。 現在ヘリウムの生産量第1位はアメリカであり、その生産量は世界の60%を占めており、カタール、アルジェリア、ポーランドやロシアなどが続いています。 日本は自国で生産ができないため、完全にこれらの国からの輸入に頼り切っている状況であり、アメリカの状況が変化しつつあるためヘリウムの供給が不足しているのです。 アメリカ政府の管理下にあった世界最大のヘリウム貯蔵施設がまもなく民営化されるということ。 また、アメリカがこれまでの天然ガスではなく、シュールガスの生産にに力を入れだしたことによる生産量の低下が大きな原因として挙げられます。 シュールガスとは頁岩と呼ばれる堆積岩の層から採取される天然ガスで化石燃料の一種です。 そして、さらには中国などが研究によるヘリウムの需要が大きくなり、需要が増えたにも関わらず生産が減っているので、ヘリウムが不足しているのです。 さいごに ヘリウムは研究だけでなく医療現場にも欠かせない存在です。 そのため不足が深刻になれば大変な問題となると考えられます。 これから再利用するための技術を確立したり、国内に大きな貯蔵施設を作る必要があるということです。 ただ、生産量世界2位のカタールやロシアがアメリカに代わり大きくヘリウムの生産に力を入れるという動きもあり、不足はいずれ解消されるとも言われています。 今後ヘリウムがどうなるか気になるところですね。 パーティーなどでヘリウムを使う機会があれば、ふとこのような問題のことも考えてみてはいかがでしょうか?.

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ヘリウムは、身近なところでは風船を浮かばせたり、声を変えるパーティーグッズに使用されている。 一方、医療、科学、産業などの分野で、代替の容易でない重要な役割を果たしている。 需要は世界的に伸びているが、供給側に余裕がなく、近年、世界的な供給不足に見舞われたこともある。 近い将来にも、再び供給不足となる可能性が危惧されている。 そんな中、イギリスのオックスフォード大学、ダラム大学の研究チームは、東アフリカのタンザニアに大規模なヘリウムガス田を発見した。 そのガス田の一部だけでも、世界の年間需要の7倍近く蔵している可能性があり、研究者らは「状況を一変させる」発見だと語っている。 ワシントン・ポスト紙(WP)によれば、ヘリウムガス田をターゲットとして探知、発見すること自体が初めてだという。 これまで使用されてきたヘリウムは、全て天然ガスから分離されたもので、石油・天然ガス探査の際に(ヘリウムガスの含有が)偶然発見されるのが典型的だったという。 経済産業省がみずほ情報総研に調査委託した「平成26年度製造基盤技術実態調査 ヘリウムの世界需給に関する調査」(2015年2月、以降「みずほ調査」)によると、これまでヘリウム単独での採掘が行われてこなかったのは、採算性の観点からだという。 しかし需給の逼迫(ひっぱく)などにより、ヘリウムの取引価格は近年大きく値上がりしている。 研究チームのメンバー、ダラム大学のジョン・グルヤス教授(地中エネルギー学)は、ガーディアン紙に、「ヘリウムガスの埋蔵地は(何ヶ所も)あるが、それらは非常な早さで枯渇しつつある。 価格はこの15年間で5倍になった」と語っている。 同紙によると、ヘリウムガスを低い割合で含有する膨大な天然ガス田が、カタールで発見されたにもかかわらず、この価格急上昇が起きたという。 「私たちはもっとたくさん発見していかなければならない。 ヘリウムは再生も、他で代替もできない」と同教授は語っている。 しかし「みずほ調査」によると、一部分野ではヘリウムガスの回収、代替ガスの利用はすでに始まっているそうだ。 2K (セ氏零下268. 9度)と極低温で、医療用MRI(核磁気共鳴画像)装置やJR東海の中央新幹線超電導リニア、はたまたCERN(ヨーロッパ原子力研究機関)のLHC(大型ハドロン衝突型加速器)といった設備で、液体ヘリウムが超電導電磁石の冷却に使用されている。 INYTによると、LHCでは約120トン使用されている。 「みずほ調査」によると、産業分野では、MRI、光ファイバー製造、半導体製造、リークテスト(漏れ確認)が主要4用途だ。 科学分野では、人工衛星やロケットで使用されることがある(BBC)。 ヘリウムが多くの機械、産業活動で非常に重要な要素である理由は、主として、ヘリウムが安定しており、他の化学物質と容易に反応しないからだ(WP)。 日本は2012年末、ヘリウムの世界的な供給不足から「ヘリウムショック」に見舞われた。 日本経済新聞(2014年の記事)によると、国内ガス会社の備蓄庫からヘリウムが消えたという。 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)によると、MRIや核磁気共鳴装置(NMR)などの停止を余儀なくされたそうだ。 CNNは、ここ数年はヘリウムが世界的に不足しており、東京ディズニーランドがヘリウム風船の販売の一時中止に追い込まれたこともあった、と伝えている(2012年11月。 2014年に再開)。 世界的なヘリウム不足は、医療、製造業などに悪影響を及ぼす可能性があったが、研究チームによるヘリウムガス田の発見は、不足の懸念を和らげるのに役立つ可能性があると語っている。 研究チームが発見した場所は、アフリカ大地溝帯のタンザニア領内だった。 INYTによると、この地溝帯は地球の構造プレートの1つが裂けている場所で、火山活動が盛んだ。 ヘリウムは、ウランとトリウムの放射性崩壊によって生じたものが、通常、岩石の結晶格子の中に蓄えられる。 それが火山活動の熱などによって岩石外に放出され、地層内に集まればガス田となる。 研究チームがノルウェーのスタートアップ企業ヘリウム・ワンと共同で試掘し、そのガス田を発見した。 WPによると、発見に必要な地質学上の特徴と、探査手法の研究に数年間費やしたそうだ。 研究チームは、そのガス田の一部だけでも、埋蔵量が約540億立方フィート(約15. 3億立方メートル)に達する可能性があると推測している(CNN)。 これは医療用MRI装置120万台以上に充填できる量だという。 ガーディアン紙は、パーティー用風船であれば540億個膨らませることができる、と伝えている。 なお、ヘリウム不足を心配する一部の医師からは、パーティー用風船でのヘリウム使用禁止を求める声が上がっていたという。 研究チームのメンバー、オックスフォード大学地球科学部のクリス・バレンタイン教授によると、世界のヘリウム年間消費量は約80億立方フィート(CNN)。 「みずほ調査」によると、2015年当時、世界のヘリウムの約8割がアメリカから供給されていたそうだが、その米国内の既知の埋蔵・備蓄量は、バレンタイン教授によると合計約1530億立方フィートだという(CNN)。 うち、世界最大の供給元である米連邦ヘリウム備蓄所の現在の貯蔵量は、わずか242億立方フィートだという。 研究チームは、得られた知見をもとに、さらに世界中でヘリウムガス田を探すことを期している。 気兼ねなくヘリウム風船を膨らませられる日がまた来るかもしれない。

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ヘリウム不足に関する声明を説明する日本物理学会副会長の勝本信吾東大教授(20日、文部科学省) 日本物理学会などは20日、超電導の研究や半導体の製造に用いるヘリウムが国内で不足し、研究機関などに影響が出ていることを受け、対策を訴える声明を出した。 研究者にヘリウムの再利用を促すとともに、再利用をしやすくするよう、高圧ガスを扱う際の規制緩和などを政府に求めた。 不足が長引く場合に備え、国内にヘリウムを備蓄する拠点を置くことも提案した。 日本天文学会や東京大学など47団体が共同で発表した。 物理学会の勝本信吾副会長(東大教授)は「過去のヘリウム不足は供給が一時的に停滞したためだったが、今回は世界的な需要増が影響しており、より深刻だ」と訴えた。 東大物性研究所が7月に実施した研究機関への調査によると、ヘリウムの価格が昨年度に比べ2倍に上昇したり、そもそも買えなかったなどの回答があったという。 ヘリウムは極低温を実現できる唯一の冷媒だ。 使用後のガスを液化すれば再び冷媒として使えるが、液化施設を持つ研究機関は少ない。 近年、中国などアジアを中心に需要が増えており、最大の生産国の米国が供給を絞っていることも影響し、国内で需給が逼迫している。 【関連記事】•

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