ヘリウムとは2022年6⽉27⽇
学⻑記者懇談会

琉球⼤学と沖縄県内機関の連携による• 医療や研究、産業に不可⽋な特異物質

ヘリウム リサイクルの取り組み• ⾵船の浮揚、変声だけではない

特徴︓不活性、低沸点、⾼熱伝導率、⼩粒径、軽量など• 沖縄県内での主な⽤途︓検査、研究

研究基盤センター 極低温施設

ガスヘリウム（常温）︓化学分析装置

技術専⾨職員 宗本久弥

液体ヘリウム（-269℃）
︓MRI・NMR※、試料等の冷却材※ MRI ︓Magnetic Resonance Imaging 病院で体の断層撮影
NMR︓Nuclear Magnetic Resonancehttp://www.ltc.u-ryukyu.ac.jp/

分⼦構造解析の⼿法（両者とも超伝導磁⽯を⽤いた核磁気共鳴による）
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概要

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ヘリウムの形態• 琉球⼤学は県内３研究機関※ と液体 ヘリウムのリサイクルに取り組み、⼀年になる※ 沖縄科学技術⼤学院⼤学(OIST)、沖縄県⼯業技術センター、
沖縄健康バイオテクノロジー研究開発センター• 希少な天然資源ヘリウムは近年世界的に不⾜し社会問題• ヘリウムは医療、研究、産業に多⽤途で不可⽋（常温のガス及び-269℃の液体ヘリウム）• 機関間でのリサイクル取り組みは全国でも先進的• 研究基盤センター極低温施設のヘリウム液化装置を活⽤• 研究活動の持続、希少資源の損失削減に貢献（SDGs）

⾼圧ボンベ
150気圧に圧縮2

液体ヘリウム-269℃ 断熱容器

ガスバッグ
⼤気圧で⼀時貯蔵4世界的なヘリウム不⾜

マスコミ報道• 希少な天然資源、産出は7か国（⽶、露、カタール等 ）⽇本経済新聞 2022年5⽉17⽇• 世界情勢の影響を受けやすく、度々⽋乏、価格⾼騰

ヘリウム品薄、半導体製造に影 ⽇本は「買い負け」

ヘリウム輸⼊量と価格の推移（年別）
5,000,000

10,000

10年間で3倍以上の値上がり

⽶国輸⼊量
カタール輸⼊量単価
輸⼊量（kg）

ヘリウム品薄 ⽔道⽔検査に影…世界的供給不⾜

8,000

その他輸⼊量

7,000

3,000,000

6,000
5,000

2,000,000

4,000

⼤阪市など６政令市が調達困難

単価（円/kg）

4,000,000

讀売新聞 2022年5⽉17⽇

9,000

KSB瀬⼾内海放送 2022年5⽉26⽇

3,000
1,000,000

⾵船を浮かせる気体「ヘリウム」が不⾜

2,000
1,000

その影響は⽔道⽔にも 岡⼭'21（財務省貿易統計から沖縄県⼯業技術センター荻⽒作成）'22.1-4

'20

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'03

0'02

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県内の状況

⽣活や経済にも影響の虞• 病気を診断できない（MRI）• ⽔質を検査できない（上⽔道の供給に⽀障）7

今年4⽉、沖縄県⼯業技術センター

⽣活に直結• 製品を製造できない（半導体、光ファイバー、気密検査、熔接、品質管理、...）

常温のガスを使⽤する装置• 研究を進められない（製品開発や論⽂に遅れ）• 気球を揚げられない、⾵船を販売できない• ……
https://c-rac1.skr.u-ryukyu.ac.jp/OoPNet/o-itc/2025/

研究機関だけの問題ではありません6

https://www.pref.okinawa.jp/site/shoko/kogyo/gijutsu/shiengyomu/iraishiken.html

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液体ヘリウムのリサイクル取り組みを全国へ配信
主催/ おきなわオープンファシリティネットワーク

世のヘリウムの⼤半は使い捨て、しかし液体ヘリウムの利⽤では、原理的にリサイクルが容易

ー科学の技術と知識を地域とともにー

第5回

購⼊

蒸発液体ヘリウム

202２年 2月22日（火）15：00～16：00

⼤気中へ

Zoomによるオンラインセミナー(参加無料)

演題・講師

ヘリウムガス

沖縄のヘリウム再利用ネットワークを目指して-269℃

高田 一馬 氏 (沖縄科学技術大学院大学 施設運用セクション)
宗本 久弥 氏 (琉球大学 研究基盤センター 極低温施設)

再液化

回収

OISTは設立以来、研究施設 し の規模を拡大し、液体ヘリウム(-269℃)を必要 する研究も増え います。しかし希少資源 あるヘリウムは、何度も世界的不足に見舞われ、そのたびに研究活動が制限されるこ がありました。安定した液体ヘリウムの利用には蒸発したヘリウムガスのリサイクルが必要 す。現在OIST はガス回収設備を整備し、琉球大学の液化施設 連携し 比較的大きな需要にも対応 きる態勢を整えるこ が きました。

琉球⼤学では極低温施設にガス回収設備と液化機を設置
効率的に液体ヘリウムを使⽤（1991年〜）
同様の施設は全国の⼤学・研究所等に50ほど、地⽅には稀

申込方法
下記のアドレスまたはQRコードから参加登録を行っ ください。
https://forms.gle/82NRJt9pTBwuHuKY7（申込締め切り：2022年2月21日、定員：約50名）

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リサイクルを学外に拡⼤

問合せ先： おきなわオープンファシリティネットワーク事務局（琉球大学 研究推進機構）
メール： techseminar_oopnet@c-rac1.skr.u-ryukyu.ac.jp

地域貢献の有効性と先進性

ヘリウム液化装置を地域全体の共⽤機器に• 2022年、ヘリウム危機が急激に進⾏中• 事前の取り組みにより備えることができた「おきなわオープンファシリティネットワーク」発⾜• 全国に先駆け、液体ヘリウム利⽤機器の運⽤停⽌を回避（県内7研究機関の連携体制、2019年〜）
液体ヘリウム使⽤3機関との受託液化を開始（2021〜）

沖縄健康バイオテクノロジー研究開発センターの声• 学内規程の整備、ガス回収技法の共同開発「多数の利⽤者が機能性⾷品や創薬、新規素材等の研究に利⽤しており、NMRが停⽌になると県産資• 各機関で回収されたガスを本学で再液化して供給源の利活⽤が遅延する、創薬等の研究にも影響を各機関への液体ヘリウム供給量• 琉球⼤学（学内）10,000 L/年• 沖縄科学技術⼤学院⼤学（OIST）
6,000 L/年
• 沖縄県⼯業技術センター
200 L/年• 沖縄健康バイオテクノロジー研究開発センター 250 L/年

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与える等、企業のみならず県経済にとっても時間的、費⽤的に影響があると考えています。今後も⾼額なNMR装置を停⽌することなく、引き続き活⽤可能な環境が構築できる事を期待しています」
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https://www.ohbic.jp/detail01.php?cms_item_group_id=15710• 県外ヘリウム液化施設（⼤学）から数件の問い合わせ12おきなわオープンファシリティーネットワーク

SDGsにも貢献（17の持続可能な開発⽬標）

https://c-rac1.skr.u-ryukyu.ac.jp/OoPNet/

9. 産業と技術⾰新の基盤をつくろう
強靭なインフラを整備し、包摂的で持続可能な産業化を推進するとともに、技術⾰新の拡⼤を図る

12. つくる責任 つかう責任
持続可能な消費と⽣産のパターンを確保する

リサイクルによるヘリウムの損失削減で• 将来にわたりヘリウムを持続的に利⽤• ヘリウム困窮者への配分増• 装置の運⽤コストも低減
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沖縄県は物流でも不利

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背景（補⾜情報）• ヘリウムは希少な地下資源、代替の難しい物質• 県内にヘリウム販売業者は2社のみ• ヘリウムを含むガス⽥は地球上に局在、天然ガス随伴で分離精製• 九州から船で取り寄せ、輸送費がかかり割⾼• 元素なので、化学的には製造できない• ⼤気放出しても無害（⼆酸化炭素やフロン、メタン等と異なる）• 特に液体ヘリウムは• 20年ほど前から度々供給が逼迫、世界情勢の影響を受けやすいプラントのトラブル、海上コンテナ輸送の混乱（⽶港湾ストライキ、カタール断交、昨今の滞船や運賃⾼騰）、⽶国家備蓄の放出終了、急成⻑の中国等で需要急増など時間のかかる海上輸送中にも蒸発して損失⼤• 船の運⾏⽇程で納品⽇に制約、台⾵の影響も• 国内ヘリウム液化施設は⼤学や研究所、企業に約50か所、本州以外は北海道⼤学、九州⼤学、熊本⼤学、琉球⼤学のみ• ヘリウム液化装置によるリサイクルで安定・安価に液体ヘリウムを供給できることは、地⽅に⼤切
14• 液化施設があっても、漏れ等で損失がありヘリウムの補充は必要
学内のリサイクル率は施設により差があり、本学は98%で⾮常に良好

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• 2019年11⽉ ISSPワークショップ「ヘリウム危機の現状と今後の課題」
にて「琉球⼤学の液化機を利⽤したOISTのヘリウム回収計画」を発表
https://yamashita.issp.u-tokyo.ac.jp/ISSPWS191106/• 2019年12⽉ 共同声明「ヘリウムリサイクル社会を⽬指して」に参画（⽇本物理学会を中⼼とし8学会 2連絡協議会 40研究機関の連名）
https://www.jps.or.jp/information/2019/12/helium.php• 課題:
液体ヘリウムは蒸発すると700倍に膨張し、貯蔵・輸送に難あり
気体利⽤は効率良い回収が困難か不能（化学分析のキャリアガス、半導体や光ファイバー製造の雰囲気ガス、⾵船や観測気球など）• それ故、積極的にリサイクルはしにくい• 共同声明後もリサイクルはあまり進まず• 学内で損失の多い液化施設は、そのリサイクル率向上も重要課題• 今般の急激なヘリウム危機進⾏で対応に追われる
液化施設もヘリウムの補充ができなければ機能不全になりかねない• 体積⽐較︓常温⼤気圧のガスに⽐べ、⾼圧ボンベ

171/150〜1/200

液体ヘリウム 1/700
OISTは中規模• 圧縮機を備え、⾼圧ボンベで貯蔵・運搬• ⾃前のトラックで、沖縄⾃動⾞道も利⽤⼯技センター、バイオセンターは⼩規模• NMR装置が各⼀台、⼩量のガスを毎⽇出し続ける• OISTほどの設備投資はできない、本学との距離もある• ⼩規模向けの効率良い貯蔵・輸送⼿段が必要（要開発）• まずは、できることから• 現在は嵩張るガスバッグ（⼤気圧）を軽トラックや乗⽤⾞で輸送運送業者も利⽤、先⾏事例なく試⾏錯誤中
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