「ヘリウム」の版間の差分

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原子量を計測できる程度の量は、[[スウェーデン]][[ウプサラ]]市で[[ペール・テオドール・クレーベ]]と{{仮リンク|アブラハム・ラングレ|en|Abraham Langlet}}が抽出に成功した<ref>{{de icon}} {{cite journal|title = Das Atomgewicht des Heliums|author = Langlet, N. A.|journal = Zeitschrift für anorganische Chemie|volume = 10|issue = 1| pages = 289–292|year = 1895|doi =10.1002/zaac.18950100130|language= German}}</ref><ref>{{cite book| chapter= Bibliography of Helium Literature|author =Weaver, E.R.| title=Industrial & Engineering Chemistry|year=1919}}</ref>。
 
[[1907年]]([[1903年]]との説もある)に[[アーネスト・ラザフォード]]とトーマス・ロイズは、新しく見つかったガスをガラス管に詰めてスペクトルを調べようとした際に、粒子が薄いガラス壁を通り抜けることを見つけ、[[アルファ粒子]]がヘリウムの原子核であることを突き止めた。[[1908年]]には[[オランダ]]の[[ヘイケ・カメルリング・オネス]]がガスを1[[ケルビン|K]]以下まで冷却し、液化に初めて成功した<ref>{{cite journal |title = Little cup of Helium, big Science |author = van Delft, Dirk |journal = Physics today |url = http://www-lorentz.leidenuniv.nl/history/cold/VanDelftHKO_PT.pdf |format=PDF|pages = 36–42 |year = 2008 |accessdate = 2008-07-20 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080625064354/http://www-lorentz.leidenuniv.nl/history/cold/VanDelftHKO_PT.pdf |archivedate=2008年6月25日}}</ref>。彼はさらに温度を下げて固体を得ようとしたが、常圧のヘリウムは[[三重点]]を持たないため、これには失敗した。しかし、[[1926年]]に、オネスの教えを受けた[[ウィレム・ヘンドリック・ケーソン]]が1方センチメートルのヘリウム固体化に初めて成功した<ref>{{cite news|title = Coldest Cold| publisher = Time Inc.| date = 1929-06-10| url = http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,751945,00.html| accessdate = 2008-07-27}}</ref>。
 
[[1938年]]、[[ロシア]]の[[ピョートル・カピッツァ]]は[[絶対零度]]近くまで冷却した[[ヘリウム4]]がほとんど粘性を持っていないことを発見し、これは[[超流動]]と呼ばれた<ref>{{cite journal |title = Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point |author = [[Pyotr Leonidovich Kapitsa|Kapitza, P.]] |journal =Nature|volume = 141 |pages = 74 |doi = 10.1038/141074a0 |year = 1938}}</ref>。[[1972年]]には、[[アメリカ合衆国|アメリカ]]の[[ダグラス・D・オシェロフ]]、[[デビッド・リー (物理学者)|デビッド・リー]]、[[ロバート・リチャードソン (物理学者)|ロバート・リチャードソン]]によって、絶対零度に近い温度域で[[ヘリウム3]]でも同じ現象が発見された<ref>{{cite journal |title = Evidence for a New Phase of Solid He<sup>3</sup> |author = Osheroff, D. D.; Richardson, R. C.; Lee, D. M. |journal = Phys. Rev. Lett. |volume = 28 |issue = 14 |pages = 885–888 |doi = 10.1103/PhysRevLett.28.885 |year = 1972}}</ref>。
ただし化石燃料とは生成の経緯が異なり、長い年月をかけて[[ウラン]]と[[トリウム]]が[[放射性崩壊]]することによりヘリウムができる。アメリカのおもなヘリウム含有ガス田は、ほとんどがカンザス州、オクラホマ州、テキサス州西部の地域にある<ref name="Russia">{{cite web|url= http://www.rotobo.or.jp/publication/RTNL/2007No.3.pdf|language=日本語|title=ロシアのヘリウム生産の現状と展望|publisher=日露技術ニュース|author=小川亮|accessdate=2010-06-05}}</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方メートルも得られていなかったが、この計画で生産されたガスは純度92パーセントで5,700方メートルにのぼり<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>。
 
[[ファイル:Helium monument time capsule in amarillo texas usa.jpg|thumb|200px|[[:en:Don_Harrington_Discovery_Center#Helium Centennial Time Columns Monument|ヘリウムモニュメント]]。1968年、ヘリウム発見100周年を記念してテキサス州アマリロに造られた。]]
[[1925年]]、[[テキサス州]][[アマリロ (テキサス州)|アマリロ]]で[[アメリカ合衆国連邦政府]]は「{{仮リンク|ヘリウム国家備蓄|en|National Helium Reserve}}」を開始した。これは、民間の商用や戦時の軍用目的の飛行船へ供給体制を備えることを目的とした「連邦によるヘリウムの[[国家戦略]]的[[備蓄]]」である<ref name=enc/>。アメリカ軍は[[ドイツ]]へのヘリウム輸出を制限したが、これが水素を用いざるをえなくなった[[LZ 129 (飛行船)|ヒンデンブルク号]]の[[ヒンデンブルク号爆発事故|爆発事故]]の遠因となった。大戦後にヘリウム需要は縮小したが、[[1950年代]]に入ると、[[宇宙開発競争]]や[[冷戦]]を背景とした[[ロケットエンジンの推進剤]]用などへ酸素や水素の冷却用として、ヘリウムの用途は広がった。[[1965年]]、アメリカのヘリウム消費量は戦時中の最大量の8倍にもなった<ref>{{cite journal| author = Williamson, John G.| title = Energy for Kansas| journal = Transactions of the Kansas Academy of Science| volume = 71| issue = 4| pages = 432–438| publisher = Kansas Academy of Science|year =1968| url = http://www.jstor.org/pss/3627447| accessdate = 2008-07-27}}</ref>。「ヘリウム条例1960修正条項(Public Law 86–777)」発布後、{{仮リンク|アメリカ合衆国鉱山局|en|United States Bureau of Mines}}(USBM)は、[[カンザス州]]{{仮リンク|ブシュトン市|en|Bushton, Kansas}}にある複数の民間所有ガス精製工場から天然ガス中のヘリウム回収を始め、これを延長684キロのパイプラインで[[テキサス州]][[アマリロ (テキサス州)|アマリロ]]近郊のクリフサイドにある国家備蓄基地へ集約した<ref name="Russia" />。これらのヘリウム-窒素混合ガスはクリフサイド周辺のガス田に再注入され、純度向上と貯蔵を両立させた<ref>{{cite journal|journal = Federal Register|date = 2005-10-06|volume = 70|issue = 193|pages = 58464|url = http://edocket.access.gpo.gov/2005/pdf/05-20084.pdf|format=PDF| title = Conservation Helium Sale |accessdate=2008-07-20}}</ref>。
 
[[1995年]]段階で、アメリカのヘリウム備蓄量は10億方メートル<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" />。
 
[[1930年]]から[[1945年]]にかけて生産され、飛行船に使われたヘリウムの純度は98.3パーセントであった。1945年には純度99.9パーセントのヘリウムが溶接用に少々製造された。[[1949年]]までにヘリウムはグレードA(99.95パーセント)まで商用生産が実現した<ref>{{cite book|publisher=Bureau of Mines / Minerals yearbook 1949|year=1951|author=Mullins, P.V.; Goodling, R. M.| title = Helium|pages = 599–602 |url = http://digicoll.library.wisc.edu/cgi-bin/EcoNatRes/EcoNatRes-idx?type=div&did=ECONATRES.MINYB1949.PVMULLINS&isize=text|accessdate=2008-07-20}}</ref>。
 
[[ファイル:Schachtzeichen Flaschenreihe01.jpg|thumb|工業用ヘリウムの需要は急増している。]]
長い間、アメリカは全世界の商用ヘリウム生産量90パーセント以上を担ってきた。そのほかには[[カナダ]]、[[ポーランド]]、[[ロシア]]などでも生産された。[[1990年代]]中ごろ、[[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まかなう1,700万方メートル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1,500万キロまで増加したが<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パーセント、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
|title=Challenges to the Worldwide Supply of Helium in the Next Decade |author=Smith, E.M.; Goodwin, T.W.; Schillinger, J. |journal=Advances in Cryogenic Engineering |volume=49 A |issue=710 |pages=119–138
|year=2003 |doi=10.1063/1.1774674 |format=PDF |accessdate=2008-07-20 |url=https://www.airproducts.com/NR/rdonlyres/E44F8293-1CEE-4D80-86EA-F9815927BE7E/0/ChallengestoHeliumSupply111003.pdf|deadlinkdate= 2017年4月}}</ref>。その一方で、世界的なヘリウム需要は価格とともに上昇し<ref name="Kaplan2007">{{Cite news|last=Kaplan |first=Karen H. |date=June 2007 |title=Helium shortage hampers research and industry|periodical=[[Physics Today]] |publisher=[[American Institute of Physics]]|volume=60 |issue=6 |pages=31–32|accessdate=2008-07-20|url=http://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/1.2754594
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