东京大学氦气的未来

作为科学技术和医疗不可缺少的物资，“氦”的供给近年来陷入了危机。设备故障，物流再加上俄罗斯……“三重苦”

东大低温科学研究中心主任鹿野田一司表示：“供给减少和价格高涨成为了氦的问题。不过，这并不是次提出氦不足的问题，虽然严重性不同，但每几年都会发生一次危机。”

供应不足的原因之一是设施问题。氦原本是作为开采天然气时的副产物被开采出来的。资源匮乏的日本依靠从美国、中东、卡塔尔等国进口氦。但这些国家定期发生的天然气工厂故障，导致天然气开采停止，氦也无法开采。更何况，中东地区断断续续的政治动荡加剧了氦危机。

如果是以前的话，随着设备故障的解决，供应不足的问题应该也会得到解决，但是这次还有其他的因素。首先是物流的混乱。美国的氦使用集装箱船，以液体状态从西海岸出口。通常情况下，集装箱船经由中国，两周左右就能抵达日本。但是因新型冠状病毒的影响一度萎缩的经济活动逐渐恢复正常。一方面运输需求高涨，另一方面因人手不足等影响，港口陷入混乱。结果运到日本需要一个月左右的时间。同时在运输过程中，蒸发的氦也增加了，到达日本的量也就减少了。

世界整体的供给量停滞不前的同时，随着科学技术和产业的发展，近年来对氦的需求也在增加。因此，作为增加供给的王牌而被期待的是俄罗斯计划的成套设备。但是原定于2021年开始运行的计划因设备火灾的影响而延期，再加上今年2月开始的俄罗斯与乌克兰的战争，开始的希望变得渺茫。如果俄罗斯的设备就这样不能使用，供给就不会增加，氦不足将成为长期问题。

通过设备改造提高氦回收率

对稀有资源的再利用是必须的。东大致力于回收在研究室中使用过的氦，再次用于供给的再利用。东大本乡校区的回收率从2018年的约89%上升到2019年的约95%。到2020年这一比例约为96%(图)。从供应商处购买东大需求总量的4%就足够了。

回收率上升的原因之一是用于回收的管道的改造。低温科学研究中心提出“氦气零损耗工程”，更换校园内的老化管线，随着回收的泄漏减少了。由于价格高涨，很多研究室都重新审视了一下，想要尽可能地削减成本。期待今后将回收率提高到97 ~ 98%。通过提高液体氦转移到实验装置时的技能来减少蒸发的量，扩大管道的整修等来谋求改善。

此外，我们还将致力于氦的储备。本乡地区现在的储备量在1000升到3000升左右。是“东大外停止供应的情况下只能维持1、2个月左右”的量。为了增加储备量，计划花费10多亿日元在柏地区建造氦气储备设备。假设实现的话，即使停止供应1年到1年半也能维持，他说:“万一发生紧急情况，希望东大外的相关人员也能利用。”原本也可以考虑减少氦的消耗量。无制冷剂式冷冻机等替代技术就是例子。不过，据说有电费高的缺点。“氦是稀有资源，但电力也很紧张。拥有多种手段是很重要的。”现在，东大虽然还没有出现因氦不足而停止研究的情况，但危机状况是不会改变的。大部分企业因为设备问题，没有进行氦的再回收。不仅是大学，期待再回收在日本全体扩大。