グワッパグワッパ

なんと、世間では深刻なヘリウム不足に陥っているらしいのだ！
東京ディズニーリゾートでも、昨年11月からヘリウム不足からバルーンの販売をとりやめているらしいよ。
名前はよく知っているけど、たいして身近じゃないような気がするから気づかなかったよ・・・。
「月曜から夜ふかし」を見ていて知ったのだ！

ヘリウムは、元素の周期表で水素の次に来る原子で、無色、無臭、無味、無毒でとても軽いことが特徴の希ガス。
水素は酸素と反応して爆発する危険性があるけど、ヘリウムはそういうことがないので、風船や飛行船の浮遊用ガスに使われるのだ。
中のガスが爆発すると、ヒンデンブルグ号みたいに大変なことになるからね・・・。
実は、全宇宙で見たときには水素に次いで２番目に多い元素だそうなのだ。
現在の物理学・量子理論でいくと、軽い元素ほど多くて、重い元素は少ないんだよね。

このヘリウム、すべての元素の中でもっとも沸点が低いことでも知られていて、なんと、絶対零度にしても常圧では固体にならないんだって！
超冷却して、さらに加圧しないといけないのだ(>o<)
不確定性原理によるらしいけど、なんでなんだろう？
逆に、液体にしたヘリウムは絶対零度近くまで冷やせるので、超伝導用の低温を作り出すのに使われているよ。
ＭＲＩなんかは液体ヘリウムを使っているのだ。

ヘリウムは、安全なガスということで、酸素と混ぜて深海潜水用のボンベにも入れられているのだ。
従来は窒素を使っていたんだけど、深海潜水時に窒素を吸うと、「窒素酔い」や「窒素中毒」と呼ばれる症状が出て、お酒を飲んだときのように精神が高揚し、正常な判断が下せなくなるらしいのだ・・・。
浅いところまで浮上すれば後遺症なく回復するものらしいけど、こわいよね。
これは潜水しているときには非常に危険なので、窒素に代えてヘリウムが使われ出したみたい。

でも、これにより、新たな発見があったのだ。
それは、ヘリウムを吸うと、変に声が高くなるということ。
いわゆる「ドナルドダック効果」だよ。
パーティーグッズでも、ヘリウムと酸素を混ぜた混合ガスの入ったスプレーが売られているのだ。
（ちなみに、ヘリウム不足の今は品薄らしいよ。）
これは、ヘリウム中では音が非常に早く伝わる＝音速が大きくなることによるみたい。
音源からの距離が一定の場合、音速が大きくなると、音が到達する時間が短くなるのだ。
すると、音波は短い時間で同じだけの振動をするので、周波数は大きくなるわけ。
高周波は音が高く聞こえるので、声が高くなるんだよ。
自分では、骨振動で伝わってくる声も聞こえているので気づきにくんだけど、最初にボンベにヘリウムを入れたダイバーたちの間ではびっくりだったんじゃないかな。

ヘリウムは、地球上ではごくごく限られた地域からしか産出されないんだって。
一大産出国が米国で（商用では90％以上のシェア）、天然ガスと一緒に産出されるみたい。
でも、そこに設備トラブルが発生していて、一気に供給量が落ちているのだ(>o<)
日本はほとんどを米国から、ほんの少しだけカタールから輸入していたみたいなんだけど、カタールからの輸入を増やすことでなんとか解消しようとしているみたい。
今は輸入がストップしている状態で、ストックしているものを優先順位をつけて回しているみたい。
当然と言えば当然だけど、医療用が最優先で、次がＩＴ産業、残ったらバルーンとか飛行船なんだとか。
だからディズニーリゾートも「ガスの調達が困難」ということなんだろうね。

このヘリウム、宇宙にはたくさんあるんだけど、例えば、太陽にはそれこそたくさんあるのだ。
なにしろ、太陽が燃えている原理は、水素が核融合してヘリウムになる反応だからね。
生成されたヘリウムは太陽風として太陽系に拡散していって、月面なんかにも堆積しているらしいよ。
この熱核融合の原理を使っているのが水素爆弾。
重水素と三重水素を核融合させてヘリウムを生み出すときに発生する莫大なエネルギーを使っているのだ。
ただし、この核融合反応は超高温・超高圧でしか起きないので、起爆剤として原爆を使っているんだよ。
そのためにたくさんの放射性物質が発生し、拡散されてしまうのだ(>o<)

きれいに核融合反応を起こそうというのが、国際熱核融合実験炉（ＩＴＥＲ）計画。
これは高温・高圧のプラズマの中で核融合反応を起こさせようというのだ。
でも、このプラズマは何万度という高温で、そのままでは核融合炉自体が溶けてしまうので、超伝導コイルを使って空中に浮かせて閉じ込め、直接炉の壁面と接触させないようにしようとしているのだ。
このプラズマを中空に保持するのが技術的に難しいみたいだよ。
南仏のカダラッシュで建設が始まっているけど、実際に発電なんかに使えるようになるにはまだかなり時間がかかると言われているよ。
でも、実現すれば、まさに太陽のエネルギーを地上で再現したことになるのだ！

ちなみに、原子炉に比べれば核融合炉はクリーンと言われているけど、まったく放射性廃棄物を出さないわけでもないんだ。
核融合反応が起こるときに、中性子線や放射線が出るので、核融合炉などその中性子線が直に当たるところは「放射化」と言って放射性物質になってしまうのだ(>o<)
このために放射性廃棄物は発生してしまうんだって。
使用済み核燃料のようなものは出ないから、そこはいいんだけどね。
もちろん、太陽からもたくさん放射線が出ていて、宇宙空間に出るとかなり被ばくすることが知られているのだ。
地球には磁場があるので、荷電粒子などはその磁場にとらわれて地球の周りをドーナツ状に囲み、地上には降りてこないのだ（ヴァン・アレン帯）。
大気による遮蔽効果も大きくて、飛行機に乗ると宇宙放射線による被ばく量が上がるのは大気が薄くなって、遮蔽が弱まるからだよ。
でも、その大気圏・磁気圏を通り過ぎてしまうと、トラップしてくれるものがなくなるから、もろに影響を受けることになるんだよね。
国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）に滞在している宇宙飛行士はけっこう被ばくしているのだ。

話はそれてしまったけど、ヘリウムはもともと太陽の光の分光分析で存在が知られたのだ。
ヘリウムという名前もギリシア語の太陽「ヘリオス」から来ているんだよ。
その太陽光の中で発見されたスペクトルと同じスペクトルを持つ物質が地上の鉱物からも発見され、人類が手にすることになったのだ。
米国では、石油とともに不燃性のガスが大量に出てきて、それが後にヘリウムだってわかったみたい。
そこからヘリウムの生産が始まったんだよね。
今では他の地域でも生産が始まっているんだけど、新興国をはじめとして需要が伸びているので、ますます貴重になってきているようなのだ。
何はともあれ、米国での生産が早く落ち着けばよいんだけど。
それでも、日本としては、米国以外にちゃんと供給元をおさえておかないと。