Home梅尾 和则 准教授
笔者は上记のセンターに所属し，物质科学の基础研究に必要不可欠な寒剤（液体ヘリウムと液体窒素）の製造と学内ユーザーへの供给の业务を担当している。それらの业务のうち最も重要なものは，液体ヘリウムの製造と供给である。それを担うヘリウム液化机は2003年（平成15年）に导入されたものだが，一般的な寿命である10年をはるかに超えて，最近では度々不具合を起こしていた。しかし，関係者のご努力でヘリウム液化机とその周辺机器の更新の予算が2016年度（平成28年度）の政府の第２次补正予算で认められ，2018年（平成30年）3月末にそれらの更新が完了する予定である。これまでの予算申请等にご努力，ご协力顶いた教员と事务职员の皆様にまず感谢を申し上げたい。更新の详细については，别の机会で报告する。
今回は，前述に関连して，ヘリウムについて笔者の経験から感じていることを述べたい。まず，ヘリウム(4He) は1気圧での沸点が4.2 K(マイナス269℃)であり，物性物理の基礎研究の分野では，試料の冷却や超伝導磁石を用いて強磁場を作り出すためには必要不可欠な寒剤である。どのくらい不可欠かというと，低温物性研究の実験家の多くは，ヘリウムがなければ，ほとんど実験できず，論文も書けず，研究者としては死んでしまう。つまり，ヘリウムは我々が生きていく上での水や電気と同じように，実験家として生きていく上でなくてはならない貴重なインフラである。貴重といえば，ヘリウムは地球上では数か所の天然ガス田からしか産出されない非常に貴重な地下資源でもある。つまり，将来的に枯渇することが自明な資源である。
そのような貴重さから，低温物性研究の先人たちは「液体ヘリウムの一滴は血の一滴がごとく」貴重であるとして，大切に液体ヘリウムを扱ってきた。それを現したのが表題である。この言葉の正確な出所を筆者は承知していないが，筆者が液体ヘリウムを使って研究を始めた30年ほど前には，既に言われていたようである。ヘリウム液化の歴史は科学史から見れば比較的最近であり，1908年，オランダ，ライデン大学のヘイケ?カマリング?オネス（Heike Kamerlingh Onnes）によって，人類史上初めてヘリウムが液化された。日本で初めてヘリウム液化機が導入されたのは，1952年（昭和27年）に東北大学金属材料研究所においてであり，広島大学では，1966年（昭和41年）であった。
笔者が初めて液体ヘリウムを目にしたのは，まだ，広岛大学が広岛市南区东千田町にあったころ，今は廃墟のようになり保存するかどうかの検讨がなされている理学部1号馆の南侧1阶の実験室だった。その顷の液化机があった极低温室と呼ばれた建物はその1号馆の南侧に通路を挟んで建っていた。当时の液体ヘリウムを使った実験には，ガラス製の2重のデュワー瓶（魔法瓶）を主に使っていた。そのデュワー瓶を予约した日时に液化室に二人がかりで担いで持っていき，液体ヘリウムを汲み出していた。笔者がそこで実験していた当时の液化机は现在の液化机より能力が低く，1时间当たり20リットル程度しかヘリウムを液化できなかった。そのため，予约状况を十分把握したうえで绵密に液化业务の计画を立てていたと思われる。したがって，予约した日时は絶対厳守だった。その当时，极低温室の液化机担当の技官は非常に厳しかったので，万が一，予约をキャンセルするには，研究室の教授がその技官に头を下げる必要があった（らしい？）。教授に头を下げさせるようなことを研究室に入りたての4年生ができるはずもないので，皆，何が何でも予约した日に予定の実験ができるよう死に物狂いで準备していた。しかし，しっかり準备したつもりでも，无事に液体ヘリウムをデュワー瓶に汲み出せるかどうかは分からない。デュワー瓶の断热真空层は真空ポンプで真空引きしていたが，その真空引きが十分でないと液体ヘリウムが瓶に溜まらないか，溜まったとしてもすぐに蒸発してしまう。また，液体ヘリウムが入る部分はあらかじめ液体窒素で予冷するのだが，その液体窒素がわずかでも残っていると液体ヘリウムは溜まらない。予定の时间に极低温室で液体ヘリウムがうまく溜まらないであたふたしていると，担当技官と指导教员にひどく叱られたのを覚えている。表题の言叶を直接その当时の技官や関係者から闻かされてはいなかったが，その极低温室から「液体ヘリウムを无駄にするべからず」というオーラが出ていたように记忆している。
そのようにして，无事にガラスデュワーに1～2リットルの液体ヘリウムを汲んで実験することになるが，その程度の量で20时间くらいの基础的な物性（电気抵抗や比热など）の测定が可能であった。その当时は，パソコンがようやく普及し始めたころで自动测定システムなどなく，実験者がヒーター调节のつまみを回して温度调节し，デジタル测定器の表示を読み取って実験ノートに记録?解析し，グラフに手书きでプロットしていた。また，液体ヘリウムが蒸発してなくなる20时间の间で必要なデータが取れるように，実験计画を十分検讨し，无駄のない手顺を常に考えながら実験していた。デュワー瓶の中の液体ヘリウム液面の高さを３０分から１时间おきに计测し，液面の降下スピードから后何时间ぐらい実験が可能かを常に考えながら作业していた。残り数センチ，数ミリというところでは，「もう少し頼むから液体ヘリウムよ，もってくれ」と祈るような気持ちで液面を见ていたのを思い出す。そのようにすれば，当然，寝る暇などなく，ひどいときは食事やお手洗いも后回しということも度々あった。すべては，この2リットル程度の液体ヘリウムを无駄にせず，できる限りのデータを取る，実験をやりぬくという一念で取り组んでいたように思う。当时はしんどいなと思うこともあったが，今思えば，非常に贵重である意味楽しい梦のような时代だった。
さて，现在に立ち返ると，来年には当时の5倍以上の能力を持つ最新型のヘリウム液化机が低温実験部に导入され，当时より多量に，また，比较的自由に液体ヘリウムを使うことができる。さらに，市贩の自动物性测定システムもセンターに配备され，试料をセットすれば翌日には目的のデータが得られるようになった。それはそれで，研究が大いに进展するので喜ばしいことである。ただ，今でも，実験室で液体ヘリウムが使われていないまま容器の中に残っていると少しそわそわしてしまうのは，昔の记忆が残っているからかもしれない。いろいろなものを大量に消费する时代に入って久しいが，本来，贵重であるはずのいろいろなモノ（液体ヘリウムに限らず，人生という「时间」など，もろもろ）を本当に无駄にせず，有意义に使えているか，今一度，自戒してみたいと思う。さらに，研究や実験を通して，表题の意図するところを现代の学生さんに少しでも伝えることができれば，大学教员の责任の一端を果たせたのかとも思う。
（2017年4月10日掲载）
当时，卒论研究をしていた理学部1号馆南侧（2012年撮影）
