低温寒剤の物理的性質と取り扱い に関する注意について“ 大学院理学研究院 小堀 洋 低温寒剤の物理的性質と取り扱い に関する注意について“ 大学院理学研究院 小堀 洋

実験（研究）は危険と隣り合わせ 　　　　例：薬品、電気、高圧、寒剤、放射線　etc. 　　　　　　　身を守るためには、 　　　　正しい知識と注意深い実験

寒剤の安全な利用 実験を行う上での心構え 寒剤 (液体N2, 液体Heなど) ・必要不可欠だが，使い方を誤ると大事故につながる。 (1) 自分の身の安全（他人の安全） 　　　→ 怪我をしない。 (2) 装置を壊さない（人に迷惑をかけない） (3) よりよい実験をこころがける。

不活性ガスの取扱い ◎不活性ガスーー液体窒素，ヘリウム、 そのガス自身は無害であるが‥‥ （時には、死亡事故が発生！）

低温液化ガスの危険性と取扱い（１） 狭い部屋では酸素が無くなる、、、 ◎主な低温液化ガス 液体窒素ーーー 常圧における沸点 　　液体窒素ーーー　常圧における沸点 　　　　　　　　　　－196℃　（78K） 　　　　　　　　　　　　つめたい～　　 　　液体ヘリウム　--　常圧における沸点 　　　　　　　　　　 －269℃（4.2K） 　　　　　　　　　　液体窒素より低温 　　　　　常温常圧で700倍の体積 　　狭い部屋では酸素が無くなる、、、

低温寒剤容器 液体ヘリウム 液体窒素

低温容器の構造 いかにして、 熱流入を減らすか 破裂版 安全弁 高真空

ここだけで吊り下げられている！ 衝撃に弱い構造

寒剤の安全な利用 （爆発の危険） 密封の禁止 大気に逃がす（液体窒素） 回収系につないでおく（ヘリウム） 頑丈な密閉容器はとても 　　大気に逃がす（液体窒素） 　　回収系につないでおく（ヘリウム） 頑丈な密閉容器はとても 　　大きな圧力で爆発　　大惨事 氷による閉塞（ヘリウム用ガラス2重デュワーが特に危険）タオル、ガーゼなどで出口を覆う 　　（蒸発可能で，水分に侵入を防ぐ） 「熱い物」を液体に急に入れないこと 　　急な蒸発　　高圧になり危険！！ 危険 安全弁を殺さない

危険 寒剤の安全な利用 （凍傷の危険） 直接手にかかっても 大丈夫 （一瞬なら） 膜沸騰 軍手 ー とても危険（液体がしみこみ凍る） 　　　　　膜沸騰 軍手 ー とても危険（液体がしみこみ凍る） 　　　　　専用の革の手袋 　　　　　タオルで代用（どうしてもの時） 冷たい金属　　手が貼りついて 危険 　　　　決して直接触らないこと 　　　　　　革手袋を使用する

寒剤の安全な利用（窒息の険） 事故例 液体窒素： 危険！！ 窒息 ー 気づいたときには死に至る （酸素濃度6%未満では，あっという間） 　　　　（酸素濃度6%未満では，あっという間） 　　　　小さな潜熱　　室温を下げるのは無理 窒素を使う部屋　　換気扇つける，窓を開ける 1) 某大学で，故障した冷凍機の代わりに液体窒素で 　室内の冷却を試みた　　　　　　　2名死亡 2) 某研究所で，窒素くみ出し中にその場を離れた。 　後で気づいて部屋に入った時にはほとんど酸素なし　　1名死亡 　　　エレベーター内への窒素容器の持ち込みが 　　　危険！！ 事故例　　液体窒素： 窒素くみ出し中には離れないこと

液体ヘリウム ヘリウムの気化潜熱：20 kJ/kg（LN2：200 kJ/kg） 顕熱 (エンタルピー) (4.2K→300K)：1520 kJ/kg 　　　冷却に冷たいガスを利用 　　　窒素以上にゆっくりトランスファー 1. 常に回収を：効率，安全のため 　　ベッセル，初期トランスファー 2. 気柱振動：簡易液面計 　　実験装置で発生すると， 　　蒸発が激しくなる 　　　　液体ヘリウムの浪費 3. バブラー，ガスメーター

その他の注意事項 高圧ボンベ ガスの種類で色が違う （水素：赤，酸素：黒など） (2) ３年に一度容器検査義務 　　（水素：赤，酸素：黒など） (2) ３年に一度容器検査義務 (3) レギュレータ取り付け時 　　：漏れ検査を忘れずに (4) 転倒　　頭が折 れて飛んでいく 　　転倒防止：鎖でと める

ボンベのレギュレータ １次圧 ２次圧 (ボンベ圧) (出口圧力) 圧力調整つまみ ボンベの元弁 ねじ込むと高圧 通常は緩めておく 出口弁 ガスの種類によっては逆ねじ

事故例 液体ヘリウム 2003年10月4日 福島県いわき市の松村総合病院で ＭＲＩが爆発 事故例　　液体ヘリウム 2003年10月4日　 福島県いわき市の松村総合病院で ＭＲＩが爆発 　爆風などで同病院職員（４６）、東芝メディカルシステムズ社員（３９） ら７人が重傷、食品納入業者の１人が軽いけがをした。ＭＲＩから液体 ヘリウムを抜く作業でヘリウムが急激に気化して爆発したとみれる。 １０月５日 Ｍｏｒｎｉｎｇ News ●ＭＲＩ室爆発、８人けが/松村総合病院  　４日午前８時３０分ごろ、いわき市平字小太郎町１ノ１、松村総合病院（松村耕三理事長、安本幸正院長）１階のＭＲＩ（磁気共鳴診断装置）室で、ＭＲＩ機器を更新するため、納入会社の社員らが機器内にあった冷却用の液体ヘリウムを抜く作業中に突然、爆発が起きた。同室内で作業していた同病院職員沢根幸男さん（４６）が腰や胸、ＭＲＩ納入会社の東芝メディカルシステムズ社員藤川博孝さん（３９）が頭と腰の骨を折るなど６人が重傷、付近にいた清掃作業員ら２人が軽傷を負った。このうち７人が入院した。同社によると、今回の事故は全国でも初めてで、ＭＲＩの事故では最も被害規模が大きいという。いわき中央署などは、機器内にあった液体ヘリウムが何らかの原因で大量に気化、容器内で膨張して爆発した可能性があるとみて調べている。また同署は、業務上過失致傷の疑いで任意で関係者から事情を聴き、いわき労働基準監督署も事故の詳しい状況を調べている。

東芝メディカル の過失 氷、固体空気 真空断熱 MRIの事故は固体空気が 首を塞ぎ、引き続き容器の真空を破ったため起こった。 液体ヘリウム

事故名称 外面腐食による酸素容器の破裂 高圧ガス 酸素ボンベの破裂 2005-6-10 20時頃 事故発生場所 三重県津市 高圧ガス　　　酸素ボンベの破裂 事故名称 外面腐食による酸素容器の破裂 2005-6-10 20時頃 事故発生場所 三重県津市 事故概要 青果物水産商業協同組合（市場）内に設置されている旧事務所（プレハブ）の前に立てかけてあった2本の酸素容器のうち、1本が突然破裂した。 （ボンベの腐食）---床を毎日水洗い 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　隣のボンベ（100 ｋｇ)は50 ｍ吹き飛ぶ

酸素 ボンベ

２００４－７－２５ 千葉県柏市 窒素ボンベを立ててあった床を次亜塩素酸で洗う。 仕出し弁当工場 ２００４－７－２５　千葉県柏市 窒素ボンベを立ててあった床を次亜塩素酸で洗う。 仕出し弁当工場

窒素ボンベ

超低温液体・酸素容器の取り扱いに関する注意事項 --- 病院   超低温液体・酸素容器の取り扱いに関する注意事項　---　病院 ． 平成16年1月13日、京都府山科区「総合病院」において、 超低温酸素容器の爆発・火災事故が発生しました。 本事故の概要は、次の通りです。 配送作業者が病院の倉庫内に入り、酸素供給設備に設置されている2本の超低温酸素容器（LGC）のうち使用済みの酸素容器を取り外して、代わりに充てん済みの酸素容器を接続しました。作業が完了し、作業者が倉庫の外に出た直後、たった今接続した容器が突然爆発し倉庫内が火災となりました。この爆発により、病院の窓ガラスが破損し、10名が軽傷を負ったものです。

低温容器の取扱が悪い（業者） ネック部分が 変形 ぶつけた跡が ある

アメリカで１０年間に１３０人死傷 窒素：吸い込んだ空気によって死に至る場合 Nitrogen : When the Air You Breathe Can Kill （資料出所：National Safety Council発行「Today's Supervisor」 2003年11月号 p.1） （仮訳　国際安全衛生センター） 　米国化学物質安全性調査委員会（Chemical Safety and Hazard Investigation Board）によれば、窒素濃度の高い環境とは知らずに作業していて死亡または傷害を受けた人は1992年から2002年までで130人にのぼるという。犠牲者の60%は、閉塞空間またはその近辺で作業していた。多くのケースで労働者は空気が酸素不足の状態になっていることに気付かなかった。エアラインマスクに接続したり、作業区域の換気をしたりするときに、空気と窒素ガスを混同してしまった場合もあった。同僚を助けようとして命を落したケースもあった。

ヘリウムガス充填のポリ袋を頭にかぶり…高３死亡 2007年10月25日の産経新聞記事 　２５日午後５時ごろ、茨城県ひたちなか市松戸町の県立勝田工業高校で、同高３年の男子生徒（１８）が頭から黒いポリ袋をかぶり、倒れているのが見つかった。生徒は病院に運ばれたが、まもなく死亡した。 　ひたちなか西署の調べによると、生徒は２６日に開かれる文化祭の準備をしていた。風船にヘリウムガスを入れていた担任の男性教諭に「翌日までガスがもつか確認したい」などとゴミ袋にガスを入れるよう頼み、姿が見えなくなったという。 その後、約８０メートル離れた校舎と車庫の間の通路で倒れているのが発見された。ポリ袋を頭からかぶり、首の位置に輪ゴムがかかった状態だった。 　これまでの調べでは、男子生徒は午後４時５０分ごろ、文化祭の飾り付けでヘリウムガスを使いゴム風船をふくらませていた男性教諭（４１）に「ヘリウムを吸うと声が変わるんだよね」などと声をかけ、そばにあった黒いポリ袋にヘリウムガスを入れてもらった。約１０分後、約９０メートル離れた通路で頭にポリ袋をかぶり意識不明で倒れているのが見つかり、病院に運ばれたがまもなく死亡した。 　同校の大高馨教頭（５１）は「男性教諭はヘリウムガスは安全だと思い、使用上の注意などを男子生徒にしなかった」と安全指導の不足を認め、「工業高校には危険物がたくさんあるので全職員に安全指導 徹底したい」としている。

たとえヘリウム80%、酸素20%の混合ガスを吸ったとしても！ テレビ朝日（BS朝日）の番組「3B Juniorの星くず商事」の収録中に、 「3B Junior」というアイドルグループのメンバーがヘリウムガスを思い切り吸い込んで、意識不明となり病院に運ばれるという 事故がありました。 脳空気塞栓症とは？ヘリウムガスの危険性はどのぐらい？ 高圧のガスを思い切り吸ったことで 急激な圧力で空気が肺に入り込み 肺から血液に取り込まれた空気が気泡になり脳まで達して 血流が妨げられた。 ヘリウムガスも「声を変えるために配合されたもの」を 適量吸うのであれば、過度な心配をする必要はない。

◎実験では「慣れ」が大敵 「普段大丈夫だから，今日も大丈夫だろう」 重大な事故・健康障害を招く危険性 まとめ ◎実験では「慣れ」が大敵 「普段大丈夫だから，今日も大丈夫だろう」 重大な事故・健康障害を招く危険性 危険物を扱っているという意識を持つ