ヘリウム回収ガスバッグ鉄枠損壊の原因と今後の安全対策○西崎 修司、 多田 康平
京都大学 大学院工学研究科 技術部

1.はじめに

しかしながら最近では、web カメラモニターは、2021 年 8 月 27 日に、京都大学大学院工学研究科現有のヘリウム液化システム（OS が Windows XP で、附属桂インテックセンター（桂キャンパス B クラス

すでにサポートが終了している。
）と同じネットワー

ター）のヘリウム回収ガスバッグが膨らみ過ぎたた

クに接続していたため、セキュリティの問題から、め、その鉄枠が損壊し、使用不能となる事故が発生

web カメラモニターを外部（極低温施設以外の学内した。web カメラモニター、異常警報発生時連絡シを含む。
）から接続できないように設定していた。そステム、安全弁・安全器といった事故防止のためののため、学内の寒剤利用者が web カメラに接続でき複数の安全装置を設置していたが、それぞれの装置ず、ガスバッグの運転状況を確認することができなにつき様々な理由で正常に機能せず、事故を防ぐこい状態であった。とができなかった。本発表では、事故の概要、事故

3-2.異常警報発生時連絡システムの原因および今後の安全対策などを報告する。

異常警報発生時連絡システムとは、ガスバッグの膨らみ過ぎなど異常事態が生じた場合、ガスバッグ

2.ヘリウム回収系統の概要

関連機器がキャンパス内担当部局へ自動的に警報を京都大学桂キャンパスでは、各研究室で使用され発報、この担当部局が自動警報を確認したのち直ちたヘリウムを、建物ごとに設置されたサブステーシに寒剤担当者へ電話連絡して、寒剤担当者がその異ョン内のガスバッグ（3 – 6 m3）に一旦回収している。

常に対応する、という連絡システムのことである。

ヘリウム純度に問題が無ければ、ガスバッグに溜め

異常警報発生時連絡システム導入当時は、寒剤のられたヘリウムガスを自動的にポンプで送り出し、取り扱いに不慣れな利用者も多く、たびたび担当部共同溝中の配管を通して、B クラスター極低温施設局から連絡が入り、そのつど寒剤担当者が対応して3のガスバッグ（30 m ）に集約して回収している。

いた。最近では、利用者が寒剤の取り扱いに慣れてガスバッグは、通常の状態では、人が操作するこきたことと、寒剤担当者側でポンプの始動タイミンとなく、自動的に運転している。桂キャンパスではグを早めに設定したこともあり、ガスバッグの膨らサブステーションはキャンパス内の 8 ヶ所に点在しみ過ぎがあまり発生しなくなっていた。たまに膨らており、寒剤担当者は常にすべてのガスバッグの運み過ぎとなっても、これはたまたまガスバッグが比転状況を監視しているわけではない。一方で、処理較的膨らんでいたタイミングで充填を始めたために能力を超えた量のヘリウムガスがガスバッグへ送り生じたもので、すぐにポンプが始動してガスバッグ込まれると、ガスバッグは膨らみ過ぎて、最悪の場が萎み始めるため、あまり問題にもならなかった。

合ガスバッグの破裂などの重大な事故に至るおそれそのため、異常警報の頻度も低くなり、また、これがある。桂キャンパスでは、ガスバッグの安全な運まで重大な事故は起きなかったため、気の緩みもあ用に資するため 3 種類の安全装置を併用しているが、り、以前に比べ自動警報を重要視していなかった。

最近ではそれらの運用に問題があった。次章で、安3-3.安全弁

全装置の概要とそれらの問題点について述べる。

安全弁は、ガスバッグ内圧が設定圧力を超えると、弁が自動的に開いてヘリウムガスを大気放出するこ

3.ヘリウム回収系統の安全装置と問題点とで、ガスバッグ本体や関連設備の損傷を防ぐため

3-1.web カメラモニターのものである。当初は設定圧力 9000 Pa の機械式安

web カメラモニターは、ガスバッグに web カメラ全弁が設置されていた。

を設置し、ネットワークを介して寒剤利用者がガス

ガスバッグ本体は大気圧下で使用し、設計圧力がバッグの運転状況を即時に確認することで、ヘリウ

約 300 Pa のため、安全弁の設定圧力が高すぎるのでム充填時の速度調整などに利用してもらうことを意はないかとの懸念が生じた。そこで、安全弁の代わ図するものである。

りに、注入する油の量により設定圧力を変更できる

図 1 油封入式安全器

図 2 外側に大きく湾曲した鉄枠油封入式安全器（図 1）に取り替えた。当初、安全器の設定圧力を 200 Pa に設定していたが、ヘリウム充填の度にヘリウムガスを大気放出していた。設定圧力を上げてみても大気放出は解決されなかった。調査の結果、安全器の分岐が悪いことが原因だった。
本来安全器はガスバッグ入口付近で分岐すべきだが、回収配管の途中で分岐していたため、大気圧のガスバッグの内圧ではなく、少し高めの回収配管の内圧により、安全器が反応していた。安全器では大気放出を止めることができなかったため、異常警報発生時連絡システムが機能している限りにおいて安全と判断し、仕方なく、安全器の入口弁を閉じていた。
4.ガスバッグ鉄枠損壊事故の概要
異常警報発生時連絡システムにより、2021 年 8 月
27 日 13 時半頃に B クラスターのガスバッグで上限異常（膨らみ過ぎ）警報が発生したとの電話連絡が、担当部局から同日 16 時ごろに寒剤担当者へ来たた
め、寒剤担当者側においてこのガスバッグに何らかの異常が発生していることを検知した。直ちに web
カメラモニターでこのガスバッグを確認したが、カメラ越しでは異常を確認できなかった。
その後、異常警報のリセットのためにサブステー
ションに入り状況を確認したところ、側面の鉄枠が外に向かって大きく湾曲し、鉄枠を固定していたボ

図 3 鉄枠湾曲のため、枠ごと固定ネジが破断
ルト数本が破断しているとともに、下枠も外に向かって湾曲していた（図 2-4）
。鉄枠が変形したことでガスバッグ天板の車輪が鉄枠のガイドレールから外れていた（図 5）。ガスバッグは、封じ切りの状態で

図 4 下面の鉄枠も湾曲

図 6 web カメラモニター 管理者画面

図 5 鉄枠の湾曲でガイドレールから外れた車輪徐々に萎んでいくことが確認されたため、それ自身も損傷を受けているものと判断された。
ガスバッグが正常に機能しない状態のため、使用停止とした。復旧完了までの当面の間、研究室からのヘリウムガスは、ガスバッグを介さずバイパスライン（別系統の配管）を通して、直接極低温施設で回収することとした。
5.ガスバッグ鉄枠損壊事故の原因
事故当日、破損したガスバッグを利用していたのはひとつの研究室のみであり、その研究室は当日、13 時から 13 時半ごろにかけて NMR 装置に液体ヘリウムを充填していた。事後調査でその研究室に充填の状況を確認したところ、普段の充填圧力（およそ 0.1 – 0.2 MPa）より高めの圧力（およそ 0.3 MPa）で充填していたことが分かった。また、その研究室では NMR の管理者が最近交代し、寒剤の利用に充分慣れていなかったことも分かった。
これらのことから、その研究室が NMR 装置への充填の際に、充填速度が速すぎて、ガスバッグの処理量を超えたことでガスバッグが膨らみ過ぎたため、

図 7 web カメラモニター 利用者画面
鉄枠を損傷したことが直接の原因と考えられる。これは上限異常警報が 13 時半過ぎに発生していることや、鉄枠の損傷の状況と矛盾しない。さらに、ガスバッグの膨らみ過ぎという異常事態が発生しても、利用者が web カメラでガスバッグの運転状況を確認できないために利用者の側で異常を検知できなかったこと、異常警報発生時連絡システムによる寒剤担当者への連絡が遅れたことで寒剤担当者の側でも迅速に対応できなかったこと、安全器の入口弁を閉止していたため自動でガスバッグを保護する機能も働かなかったこともまた、今回の事故を防げなかった要因と考えられる。
6.事故後の安全対策
6-1.web カメラモニター
事故の後、web カメラのネットワークをヘリウム液化システムから独立させることでネットワークの問題を解消し、Raspberry Pi を用いて集中管理することにした（図 6）。また、希望する利用者に web カ表 1 危機判断：現実と認識の関係
認 識危機

現実

危機でない

危機と判断

危機でないと判断迅速な対応、クライシスマネジメント

ぼんやりエラー（見逃しの三振）(危機が発生したあとの対処)（対応の遅れやパニック発生で被害拡大）

うっかりのエラー（空振りの三振）

組織の安定・信頼、リスクマネジメント（繰り返されると「狼少年」とみなされる）（危機発生前に損失等の回避や低減を計画）

メラへのアクセス情報を公開し、充填中に利用者が失等の回避や低減を図るリスクマネジメントを行う。

研究室から web カメラにアクセスしてガスバッグの現実と認識にズレがある場合、現実に危機である運転状況を確認できるようにした（図 7）。

のに、認識は危機でないと判断したならば、危機が6-2.異常警報発生時連絡システムあるのに気付いていないぼんやりエラー状態であり、異常警報発生時連絡システムを以前より重要視す知らぬ間に被害が拡大する状態である。他方、現実ることがなくなったため、今回の事故を含め、担当に危機でないにもかかわらず、認識は危機であると部局からの電話連絡が遅れる場合があることが問題判断することも適切でない。これが繰り返されるなのひとつであった。そのため、この異常警報発生時らば、イソップ物語の「狼少年」のように、肝心な連絡システムでお世話になるこの担当部局には、今時に適切な対応ができなくなる。

後、異常警報発報時には直ちに寒剤担当者まで電話

今回の事故のそれぞれの安全装置がどのような状連絡を頂けるように申し合わせた。

態だったか表 1 と照らし合わせてみる。web カメラ

6-3.安全弁

モニターについては、寒剤利用者は、そもそも web

今後、油封入式安全器を機械式安全弁に戻し、こカメラに接続できず情報不足のため、現実には危機の安全弁が正しく機能するよう、設定圧力や設置場があったとしても危機でないと判断することしかで所を改善することを検討している。

きないぼんやりエラー状態だった。異常警報発生時

6-4.その他

連絡システムについては、現実に危機があっても、研究室によっては教職員の異動や学生の卒業など今まで危機でなかったから危機でないと判断したたにより、液体ヘリウムを使用する NMR などの装置め、連絡が遅れて被害が拡大したぼんやりエラー状の管理者が交代することも考慮せねばならない。

態だったといえる。安全弁・安全器について、当初

web カメラモニターへのアクセス方法や、安全なヘは不適切な設定や設計だったので、実際は危機でなリウム充填の方法などを盛り込むことで、これまでいものを危機であるとの過剰反応を繰り返し、「狼少より充実した寒剤利用者への教育を実施していく必年」とみなされるうっかりエラー状態に陥った。こ要がある。の「狼少年」状態を避けるため、安全器の入口弁を閉めた結果、危機の有無の判断ができなくなるぼん

7.危機管理論
今回の事故に至った要因について、危機管理論のやりエラー状態となり、危機を認識し対処することができなかった。

観点から再度考えてみたい。表 1 に現実での危機の上述した事故後の安全対策によって、利用者およ有無と危機判断の関係を示す。危機管理において、び寒剤担当者は必要な情報を適時に得ることができ、危機であるものを危機である、危機でないものを危適切な対応ができると考えられる。また、これらの機でない、と正しく判断することは重要である。ご人的要因が仮に働かなくても、安全弁によって機器く些細な変化をもとに、確かに危機であるものに対側での適切な対応が可能となることで、事故を回避して素早く対応することが求められたり、また逆に、できるようになると考えられる。

ある兆候が全て重大な危機となるとは限らず、本当に危機であるのか否かを見極めることも求められた

8.まとめりする。

ヘリウム回収ガスバッグの鉄枠破損事故の概要と、現実と認識が合致する場合、危機であるならば、複数の安全装置が機能せず事故を防げなかった原因、危機に迅速に対応し、損失回避や被害の低減を目指および今後の対策について報告した。また、今回のすクライシスマネジメントを行う。他方、危機でな事故に至った要因を危機管理論の観点からも考察しいならば、時間的余裕があるため、事故発生前に損た。