「ヘリウム」の版間の差分

|electronegativity=

以下に挙げるような様々な用途に使用されている<ref>牧村博之、山本澈誠、[http://dx.doi.org/10.2116/bunsekikagaku.21.1540 希ガスの取り扱い] 分析化学 Vol.21 (1972) No.11 P1540-1551, {{DOI|10.2116/bunsekikagaku.21.1540}}</ref>。

** ヘリウムは[[水素]]の 92.64 % もの浮揚力があり、燃えないため、水素よりも安全なガスとして[[風船]]等の浮揚用ガスとして利用され、広告用バルーンや天体観測用気球、軍事用偵察気球などに使用されている。また、ヘリウム中では[[音速]]が空気中よりずっと速い（純粋ヘリウム中では約 1000 m/s）ため<ref group="注">共鳴の起こる波長（[[喉頭腔]]の大きさに依存）を一定とすると、周波数はその媒質を伝わる波の速さに比例する。[[周波数#定義]]を参照。</ref>、ヘリウムを吸入してから発声すると、甲高い音色の奇妙な声が出る（[[ドナルドダック#ドナルドダック効果|ドナルドダック効果]]）。これに着目して、いわゆるパーティグッズとしても利用される。このような市販の「変声」用ガスには、酸欠等になるのを防ぐために酸素が 20 % ほど含まれているが、風船用ガスとの誤用による事故<ref name="nikkansports">[http://www.asahi.com/and_M/interest/entertainment/Cpettp01502050009.html 12歳アイドル、テレ朝収録中に倒れ搬送] [[日刊スポーツ]]芸能ニュース - [[朝日新聞]]デジタル＆Ｍ 2015年2月5日</ref>や吸い過ぎによって嘔吐や意識を失う事故が度々発生<ref name="nikkansports"/><ref group="注">2015年1月には12歳の児童がテレビ番組の収録中にこのガスを一気に吸引したことによって意識不明となり、このようなケースでは日本で初めて「脳空気塞栓症」と診断された事故が起きている（後に回復した）。[[テレビ朝日#不祥事・事件・トラブル]]、[[児童労働#児童労働の例]]、[[3B juniorの星くず商事]]も参照されたい。</ref>しており、その大半は12歳以下の子供によるものである<ref>[http://www.yomiuri.co.jp/national/20150206-OYT1T50115.html ヘリウム事故、注意呼びかけ…１２…12歳以下に集中] [[読売新聞]]（YOMIURI ONLINE） 2015年2月6日</ref>。ヘリウムに薬理作用はないが、酸素を混合していないガスの吸引による自殺に使用された例も報告されている<ref>乗峯絵理、宮田勝文、石澤不二雄 ほか、[http://dx.doi.org/10.3408/jafst.18.65 血中ヘリウムの分析] 日本法科学技術学会誌 Vol.18 (2013) No.1 p.65-70, {{DOI|10.3408/jafst.18.65}}</ref>。

** ヘリウムと[[酸素]]等との[[混合ガス]]は[[テクニカルダイビング]]など、大深度潜水用の呼吸ガスとして用いられる<ref>[https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00374/contents/007.htm 海洋科学技術研修テキスト 飽和潜水 日本財団図書館（電子図書館）]</ref><ref>[http://dx.doi.org/10.5100/jje.29.Supplement_156 リウム混合ガス深々度短時間潜水減圧法の開発と大深度潜函作業減圧法への応用] 人間工学 Vol.29 (1993) No.Supplement P156-157</ref>。ヘリウムは[[窒素]]よりも[[麻酔]]作用が少ないため、[[窒素中毒]]などの中毒症状を起こしにくい。さらにヘリウムは粘度が低いため、高圧下でも呼吸抵抗が小さく、身体からの排泄速度が速い<ref name="ahs1983.3.227">檜木暢雄, G.IMBERT, M.HUG0N、[http://dx.doi.org/10.2114/ahs1983.3.227 高圧ヘリウム・酸素環境に於ける呼吸放熱] The Annals of physiological anthropology Vol.3 (1984) No.3 P227-236, {{DOI|10.2114/ahs1983.3.227}}</ref>とされている。しかし、特定の条件下では気泡が生じやすく一旦血管内に気泡が生じた場合は消失しにくいとの報告がある<ref>野寺誠、荒木隆一郎、後藤與四之 ほか、[http://dx.doi.org/10.11227/seikisho1966.32.3_S43 7絶対気圧10分間のヘリウム酸素圧曝露による血管内気泡の出現] 日本生気象学会雑誌 Vol.32 (1995) No.3 PS43, {{DOI|10.11227/seikisho1966.32.3_S43}}</ref>。欠点として熱伝導率が高いため、体温調節が難しくなり[[低体温症]]になる危険がある<ref>楢木暢雄、富安和徳、[http://dx.doi.org/10.2114/ahs1983.4.147 31barまでの高圧ヘリウム環境における呼吸放熱による深部体温の低下] The Annals of physiological anthropology Vol.4 (1985) No.2 P147-152, {{DOI|10.2114/ahs1983.4.147}}</ref>こと、また空気と比較してはるかに高価であることがある。ヘリウムと酸素の混合ガスである'''ヘリオックス'''と、ヘリウム、酸素、窒素を混合した'''トライミックス'''がある。

ヘリウム原子の存在を示す最初の証拠は、[[1868年]][[8月18日]]に[[太陽]]の[[彩層]]部分の光を{{仮リンク|発光分光分析|en|Emission spectrum}}した際に見つかった、波長587.49ナノメートルの黄色い輝線だった。これを発見したのは、[[インド]]の[[グントゥール]]で[[皆既日食]]を観察していた[[フランス]]人天文学者の[[ピエール・ジャンサン]]だった<ref name="frnch">{{cite journal|title = French astronomers in India during the 17th - 19th centuries |journal = Journal of the British Astronomical Association|volume =101|issue = 2|pages = 95–100|url = http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1991JBAA..101...95K/0000100.000.html|author = Kochhar, R. K. |accessdate=2008-07-27|year=1991}}</ref>。彼は当初、この線は[[ナトリウム]]を示すと考えたが、同年[[10月20日]]に[[イギリス]]人天文学者[[ノーマン・ロッキャー]]がやはり太陽光を分析して黄線を観測し、ナトリウムの[[フラウンホーファー線]]記号 D<{{sub>|1</sub>}}や D<{{sub>|2</sub>}} に近かったことから、D<{{sub>|3</sub>}} と名づけた<ref name=enc>{{cite book |title= The Encyclopedia of the Chemical Elements |pages =256–268 |author = Clifford A. Hampel |location=New York |isbn = 0442155980 |year = 1968 |publisher =Van Nostrand Reinhold}}</ref>。ロッキャーは、この元素が太陽を構成する地球では知られていない元素だと結論づけ、彼とイギリスの化学者[[エドワード・フランクランド]]は、[[ギリシア語]]で太陽 ({{lang|el|ἥλιος}}) を意味する「[[ヘリウム]]」と名づけた<ref>[http://balloonprofessional.co.uk/decoration_balloons/balloon-helium-gas/ Sir Norman Lockyer - discovery of the element that he named helium]" ''Balloon Professional Magazine'', 07 Aug 2009.</ref><ref>{{cite web| title=Helium|publisher = Oxford English Dictionary| year = 2008| url = http://dictionary.oed.com/cgi/entry/50104457?| accessdate = 2008-07-20}}</ref><ref>{{cite book|author=Thomson, W.|year=1872|publisher=Rep. Brit. Assoc. xcix|title=Frankland and Lockyer find the yellow prominences to give a very decided bright line not far from D, but hitherto not identified with any terrestrial flame. It seems to indicate a new substance, which they propose to call Helium}}</ref>。

[[ファイル:Helium spectrum.jpg|left|200px|thumb|ヘリウムの[[スペクトル]]]]

[[1882年]]、[[イタリア]]の物理学者{{仮リンク|ルイージ・パルミエーリ|en|Luigi Palmieri}}は、[[ヴェスヴィオ]]山の[[溶岩]]を分析していた際に、[[スペクトル]] D<{{sub>|3</sub>}} 線を見つけた。これが[[地球]]上で初めてヘリウムの存在を示唆する証拠となった<ref>{{cite book|title=Recent Advances in Physical and Inorganic Chemistry|author=Stewart, Alfred Walter|page=201|url=http://books.google.com/books?id=pIqhPFfDMXwC&pg=PA201|publisher=BiblioBazaar, LLC|year=2008|isbn=0554805138}}</ref>。

[[1903年]]、アメリカ・[[カンザス州]]{{仮リンク|デクスター (カンザス州)|label=デクスター|en|Dexter, Kansas}}で石油掘削の[[ボーリング]]が行われたところ、不燃性のガスが湧き出た。カンザス在住の地質学者{{仮リンク|エラスムス・ハワース|en|Erasmus Haworth}}がこれを収集し、[[ローレンス市 (カンザス州)|ローレンス市]]の[[カンザス大学]]で[[化学者]]{{仮リンク|ハミルトン・キャディ|en|Hamilton Cady}}とデイヴィッド・マクファーランドの協力を得て成分解析を行った。その結果、ガスは質量比で窒素 72 %、[[メタン]] 15 %（[[酸素]]がなかったため燃焼しなかった）、[[水素]] 1 % と、残り 12 % の成分は解明できなかった<ref>{{cite journal |author = McFarland, D. F. |title = Composition of Gas from a Well at Dexter, Kan |volume = 19|pages = 60–62 |url = http://www.jstor.org/stable/3624173 |year = 1903 |accessdate=2008-07-22 |journal = Transactions of the Kansas Academy of Science |doi = 10.2307/3624173}}</ref>。さらに解析を進めた結果キャディとマクファーランドは、1.84 % はヘリウムであることを突き止めた<ref>{{cite web|publisher=[[American Chemical Society]]|year=2004|url=http://acswebcontent.acs.org/landmarks/landmarks/helium/helium.html|title=The Discovery of Helium in Natural Gas|accessdate=2008-07-20}}</ref><ref>{{cite journal |author = Cady, H.P. |coauthors = McFarland, D. F.|title = Helium in Natural Gas |journal = Science |volume = 24 |issue = 611|pages = 344 |doi = 10.1126/science.24.611.344 |year = 1906 |pmid = 17772798}}</ref>。これによって、地球全体では希少であるヘリウムがアメリカの[[グレートプレーンズ]]地下に大量に存在しており、天然ガスの副産物として入手可能だということが判明した<ref>{{cite journal |author = Cady, H.P.; McFarland, D. F.|title = Helium in Kansas Natural Gas |journal = Transactions of the Kansas Academy of Science |volume = 20 |pages = 80–81 |url = http://mc1litvip.jstor.org/stable/3624645 |year = 1906|accessdate=2008-07-20 |doi = 10.2307/3624645}}</ref>。

この発見によって、アメリカ合衆国は一大ヘリウム供給国となった。[[第一次世界大戦]]時、{{仮リンク|リチャード・スレルホール卿|en|Richard Threlfall}}の助言を受けて、[[アメリカ海軍]]は3基の実験的な小規模ヘリウム製造設備に投資をした。これは、空気よりも軽く不燃性のガスを[[阻塞気球]]に使う目的があった。これ以前、ヘリウムガスは通算で 1 m<{{sup>|3</sup> }}も得られていなかったのだが、この計画で生産されたガスは純度 92 % で 5,700 m<{{sup>|3</sup>}} にのぼり<ref name=enc/>、[[1921年]][[12月1日]]に処女航行を行った世界初のヘリウム飛行船 C-7（アメリカ海軍）にも使われた<ref>{{cite book |editor=Emme, Eugene M. comp. |title=Aeronautics and Astronautics: An American Chronology of Science and Technology in the Exploration of Space, 1915–1960 |year=1961 |pages=11–19 |chapter=Aeronautics and Astronautics Chronology, 1920–1924 |chapterurl=http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/Timeline/1920-24.html |publisher=[[NASA]] |location=Washington, D.C. |accessdate=2008-07-20}}</ref>。

[[1995年]]段階で、アメリカのヘリウム備蓄量は 10億 m<{{sup>|3</sup>}}<ref name="Russia" />（14億ドル相当）に達し、翌年に[[アメリカ合衆国議会|議会]]は貯蔵増の停止と<ref name="stwertka">Stwertka, Albert (1998). ''Guide to the Elements: Revised Edition''. New York; Oxford University Press, p. 24. ISBN 0-19-512708-0</ref>、「ヘリウム民営化条例1996」(Public Law 104–273) を採決して、[[2005年]]までに備蓄ヘリウムをすべて販売することを[[アメリカ合衆国内務省|内務省]]に命じた<ref name="Russia" /><ref>{{cite web| url = http://www.nap.edu/openbook/0309070384/html/index.html|title = Executive Summary |publisher = nap.edu |accessdate=2008-07-20}}</ref>。ただし、備蓄分の売り切りは[[2015年]]と予想される<ref name="Russia" />。

長い間、アメリカは全世界の商用ヘリウム生産量 90 % 以上を担ってきた。その他には[[カナダ]]、[[ポーランド]]、[[ロシア]]等でも生産された。[[1990年代]]中頃、[[アルジェリア]]の{{仮リンク|アルゼウ|en|Arzew}}にて、全ヨーロッパの需要量を賄う 1,700万 m<{{sup>|3</sup>}} の新工場が稼動を開始した。[[2000年]]までにアメリカのヘリウム総需要は年間 1500万 kg まで増加したが<ref>{{cite web|url=http://minerals.usgs.gov/ds/2005/140/helium-use.pdf|format=PDF| title= Helium End User Statistic|publisher = U.S. Geological Survey|accessdate=2008-07-20}}</ref>、[[2004年]]から[[2006年]]にかけて[[カタール]]のラス・ラファンとアルジェリアの[[スキクダ]]でそれぞれ新工場の建設が行われた。[[2007年]]段階で、ラス・ラファンは稼動率 50 %、スキクダは未稼働の状態にある。しかし、アルジェリアはスキクダでの生産が始まれば、世界2位の供給国となる<ref name="wwsupply">{{cite journal

[[2012年]]には、世界的なヘリウム供給不足が発生した。原因は、アメリカでの設備トラブル、新興国での需要増などが考えられている<ref>[http://mainichi.jp/select/news/20121225k0000m020055000c.html ヘリウムガス:供給不足で風船販売中止　 産業に影響拡大も（毎日新聞　 2012年12月24日）]{{リンク切れ|date=2013年9月}}</ref><ref>[https://archive.is/20130423074319/zasshi.news.yahoo.co.jp/article?a=20121225-00029831-diamond-bus_all 産業ガス最大手の大陽日酸がロシア国営と提携背景にディズニーから風船を奪った世界的ヘリウム不足]{{リンク切れ|date=2013年9月}}</ref><ref>[https://archive.is/20130423085630/www.nhk.or.jp/bizplus/history/2012/11/detail20121127.html 深刻　 ヘリウム不足　 風船販売店は｜NHK Bizプラス]{{リンク切れ|date=2013年9月}}</ref>。このため、[[東京ディズニーリゾート]]では2012年[[11月21日]]からパーク内でのヘリウム風船の販売を休止した<ref>[http://www.tokyodisneyresort.co.jp/tdr/rguide/shop.html 東京ディズニーリゾート　 【バルーン販売休止のお知らせ】]</ref>。