どうやってヘリウムを集めるのですか？

質問

こんにちは。
大学の実験で純粋ヘリウムを使うことがあり疑問に思ったのですが
どうやってヘリウムを集めているのか疑問に思いました。

窒素や酸素などは還元などにより
簡単に得ることが出来そうなのですが
希ガスなのでその方法は不可能ですよね。。

僕に考えられる方法としては
大気を冷却して残った気体を抽出する方法ですが
～50 Ｋ？とかなり温度を下げる必要がありそうで・・・
実際にはどのように抽出されているのでしょう？
よろしくお願い致します。

回答No.6

oyaoya65 · ベストアンサー

#4です。
ヘリウムを地上の大気から圧縮や冷却で作るのは経済的に無理がありますね。ヘリウムは空気より軽いのではるか上空に逃げていってしまいますので、地上付近の大気に存在しても極めて希薄ですね。
ガス田（地下の褶曲した岩盤に石油層やその上に色々なガスが閉じ込められて溜ったところ）のガス層でもヘリウムガスは軽いのでガス層の上部に濃くたまります。ただガス田の天然ガスの成分が変わりますので、ヘリウムガスの含有％にも差がでます。日本にも天然ガスは出ますが採算にあうガス田はわずかで、その天然ガスに含まれるヘリウムガスの％も極めてわずかで採算ベースではないですね。
ヘリウムガスは、かってドイツが飛行船を軍事的（爆弾投下）に利用したことから、戦略物質とされ、米国では国家管理となっています。一番多く採算ベールでヘリウムガスが採掘生成できるのは米国で、それが半導体産業や液晶出来スプレイの製造や携帯の製造に欠くことが出来ませんね。日本のIT産業も米国に依存しているということですね。

＞α崩壊でヘリウムは生成されるのでしたね。
太陽はヘリウムガスの核融合反応でヘリウムが大量に存在しますが、そこからヘリウムを入手することは今の人類の科学レベルでは到底不可能ですね。
木星～海王星までの惑星は水素とヘリウムを主成分とするガス状惑星ですね。凍ったヘリウムガスの惑星ですね。まだそこまで行って持って来る科学力は人類は持ち合わせていません。
http://www.geocities.jp/milkyway_hiduki/_geo_contents_/index.html

また惑星間にも惑星間物質が存在しヘリウムガスの濃い部分が偏在します。

参考URL：

http://www.geocities.jp/milkyway_hiduki/_geo_contents_/index.html

お礼

度々解答ありがとうございます。
ヘリウム一つとっても資源というものの
力の大きさが感じられました。

先端産業で使用されている(洗浄用でしょうか？）
他にも昔は軍事用としても使用されていたのですね。
比較的発見が遅かった元素なのに
昔から利用されているものなのですね。
飛行船という事でしたらなるほどとは思うのですが・・・

星間物質から採取したほうが、
まだ木星などから採取するよりは簡単そうに思えますね。
星間物質と聞いて、最初に岩石のチリみたいなものを
想像しましたが、宇宙の元素存在比を考えると
星間物質は水素とヘリウムの大きなガス田と考えられますね！
実際にはまだまだ現実的ではないでしょうが・・・

回答No.7

Tacosan

確か, 月の岩石からもヘリウムが見付かっていませんでしたっけ? まあ, 今の地球人の力では持ってこれないんですが.
銀河鉄道999 だと「月のヘリウム3 を使うことによってエネルギー問題は解決した」ことになってますね.

お礼

そういえば、"プラネテス"でもそういう話は出ていましたね。
太陽風によって蓄積されたのでしたっけ。。

月のヘリウムが用意に採取できるようになれば、
（もしその時に核融合反応が工業的に確立されていればですが）
とても大きなエネルギー源としてヘリウムが利用されるのでしょうね。

回答No.5

Tacosan

窒素や酸素, (ヘリウム以外の) 希ガスは空気の分留で取り出すのが普通じゃないかな.
ヘリウムだけはそれよりガス田からとってくる方がコスト的に有利らしいけど.

お礼

ネオンやアルゴンは空気の分留で取り出せるのですね！
確かに比重は空気より重いので
ヘリウムよりは取り出しやすそうです。

それに、ヘリウムのように核分裂反応で生成されないので
何処かに偏在している可能性は低そうですし。。

回答No.4

oyaoya65

油田のようにヘリウムガス田が世界の数カ国に偏在して存在します。天然ガス田のガスの中にヘリウムガスがわずか含まれていて、ヘリウムガスの割合が高いガス田は北米や世界の一部の国に偏在しているようですね。
日本のヘリウムガスは全量、米国のガス田から取れた物を輸入しています。
取れる量が少ないので、世界のガス田産出国が友好国に割り当て輸出しているようです。
米国のヘリウムガス田の掘削収集設備が老朽化したため、生産調整して、設備を新しいものに交換するため、優先度の低い用途のヘリウムガスの供給を生産量が元に戻るまで停止するようです。優先度の高い用途でも何割か供給を減らすようです。半導体、液晶の画面の生産に必要なようでそのため生産調整されるようです。風船やアドバルン用などは供給停止になるようですね。

http://gasmediasya.com/menu_gyokai.html
http://www.techno-qanda.net/dsweb/ViewProps/Document-5859
http://www.gsj.jp/Pub/News/pdf/1983/08/83_08_01.pdf

お礼

ヘリウムの産業面での側面まで知ることが出来ました。
それに、なぜヘリウムが偏在しているのかも納得がいきました。
化学的にヘリウムは合成できないことばかり考えていましたが
α崩壊でヘリウムは生成されるのでしたね。
とても参考になりました。

回答No.3

equinox2

具体的な抽出・精製方法までは書いてありませんが・・
http://www.klchem.co.jp/blog/2006/11/post_258.html

お礼

なるほど！大気より高い濃度で存在する場所があるのですね。
なぜ偏在するのか、疑問が増えてしまいましたが・・・笑
やはり低温・高圧で抽出するのですね。ありがとうございます。

回答No.2

pangnya

ヘリウムは、天然ガスの採掘時に、メタンに混じって、かなり大量に取り出すことが出来るそうですよ。

お礼

なるほど！大気より高い濃度で存在する場所があるのですね。
なぜ偏在するのか、疑問が増えてしまいましたが・・・笑
やはり低温・高圧で抽出するのですね。ありがとうございます。

回答No.1

SAYKA

http://www.google.co.jp/search?hl=ja&lr=lang_ja&q=%E3%83%98%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0%E4%BD%9C%E6%88%90%E6%96%B9%E6%B3%95
簡単な検索したら　それっぽいのがいくつか見えてるけど・・・参考になりそうなのあるかは見てないよ・・・

お礼

解答ありがとうございます。
入手する方法ではなく
精製する方法が知りたかったのです。
明記せずすみませんでした。