液体の技術がなければ水素液体ヘリウム大規模な科学施設は金属スクラップの山になってしまうでしょう…液体水素と液体ヘリウムはどれほど重要なのでしょうか？

中国の科学者はどうやって水素液化不可能な極低温液体ヘリウムは？世界最高水準にランクインしているのでしょうか？「氷の矢」やヘリウム漏れ問題など、今話題の話題を解き明かし、我が国の極低温産業の輝かしい一章を共に歩みましょう。

氷ロケット：液体水素と液体酸素の奇跡

中国の長征5号ロケットは航空宇宙産業の「ヘラクレス」であり、「燃料の90％は液体である」水素氷でマイナス253度、液体酸素でマイナス183度という極低温に近い状態を氷ロケットと呼ぶことから「アイスロケット」の愛称がついた。

なぜ液体水素を選ぶのでしょうか?

理由は簡単です。同じ質量の水素液体水素の体積は約800倍です。液体燃料を使用することで、ロケットの「燃料タンク」のスペースが節約され、シェルを薄くできるため、より多くの荷物を空へ運ぶことができます。液体水素と液体酸素の組み合わせは、環境に優しいだけでなく、速度の上昇幅が大きくなり、エンジン効率も向上します。ロケットの推進剤として最適な選択肢です。

ヘリウム漏れ：航空宇宙分野における目に見えない殺人者

スペースXは当初8月末に「ノーススタードーン」ミッションを実行する予定だったが、ヘリウム打ち上げ前に漏れるのを防ぐため、ヘリウムはロケットの「手助け」の役割を果たします。注射器のように液体酸素をエンジンに送り込むのです。

しかし、ヘリウムヘリウムは分子量が小さく、非常に漏れやすいため、宇宙技術にとって極めて危険です。今回の事故は、航空宇宙分野におけるヘリウムの重要性とその応用の複雑さを改めて浮き彫りにしました。

水素とヘリウム：宇宙で最も豊富な元素

水素とヘリウム周期表の「隣人」であるだけでなく、宇宙で最も豊富な元素でもあります。水素は核融合反応によって熱を放出し、ヘリウムになります。これは太陽で毎日起こっている現象です。

液状化水素液体ヘリウムとヘリウムは同じ冷凍方法を用いており、液化温度はそれぞれ-253℃と-269℃と極めて低い。液体ヘリウムの温度が-271℃まで下がると、マクロな量子効果である超流動転移も起こる。

量子コンピューティングなどの最先端技術の開発には、極低温環境への需要がますます高まっており、中国の科学者たちは今後も低温研究の道を邁進し、科学技術の進歩にさらなる貢献をしていくでしょう。科学者たちに敬意を表すとともに、今後の輝かしい成果に期待しましょう。