ヘリウムの隠れ家はどこにある？

ヘリウムは、極めて軽く、無色無臭無味の単原子ガスです。希ガスであるため、沸点が非常に低く、化学的に不活性です。極低温分野では貴重な資源となっており、原子力研究開発、光ファイバーエレクトロニクス、超伝導研究、宇宙技術などの分野で広く利用されています。空気中のヘリウムの量は極めて少なく、乾燥空気中では体積比でわずか5ppmです。空気からヘリウムを抽出するコストが非常に高いため、ヘリウムの主な供給源は空気ではなく天然ガスです。ヘリウムはその固有の性質上、通常は単独で貯蔵することはできません。現在、知られているヘリウム資源のほとんどは、天然ガスの成分または随伴ガスの形で存在します。天然ガス中のヘリウム含有量が工業レベルに達すると、この種のガスはヘリウムリッチ天然ガスと呼ばれます。

ヘリウムはどこから来るのでしょうか？研究によると、天然ガス中のヘリウムは主に地殻とマントルの2つの供給源から来ています。マントルヘリウムは、地球形成時にマントルに閉じ込められた原始ガスで、深層断層を通って移動したり、溶融や火山活動の結果として地殻に上昇したりします。地殻由来のヘリウムは、主に花崗岩などの岩石中の放射性元素の崩壊によって生成されます。地殻由来とマントル由来のヘリウムはどちらも、生産後に天然ガスの一部となり、ガスとともに移動し、好ましいトラップに遭遇した後、貯留層に蓄積されます。中国にはヘリウム資源がいくつか存在します。天然ガス中のヘリウム含有量は一般的に低く、平均含有量は400ppm以下であるため、ヘリウム含有量の少ない天然ガスからヘリウムを単純に抽出するには、多数の処理設備、長い技術経路、そして非常に高いコストが必要となり、中国の現在の科学技術経済発展とは相容れない。したがって、第14次五カ年計画期間中の健全な社会経済発展のための資源を確保するため、中国の天然ガス中のヘリウム資源に適した探査・開発技術を早急に研究する必要がある。