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理科っぽい視点で身の回りのことを見てみませんか? そんない理科の時間B、第434回。
そんない理科の時間B、お送りいたしますのは、よしやすと、かおりです。 よろしくお願いします。よろしくお願いします。今日はレアメタルの話をします。
レアな話を持ってきましたね。はい、レアな話を持ってきました。 えっとね、9月にいただいたメールを一つ紹介しますが、
MTライダーさんからいただいたメールを紹介します。 コロナのせいで土日しかしてない仕事が1ヶ月以上休みで収入がなくなりがっくりです。
ところが救世主現る。以前より金鉱石、銀鉱砕、鉱砕の砕はカスというかですね、鉱物を取り除いた後の
残り、スラグとか呼ばれているものなんですけど、の仕事をしていた会社から、タンタルの仕事をいただきました。
タンタルですよ。日本語ですか英語ですかカタカナですか? カタカナですね、タンタルはね。
初めての金属でググってみましたがいまいち…レアメタルについての解説をお願いできればと思いメールをしました。
メールありがとうございます。 ありがとうございます。まず何ですか?それは金属の名前なんですか?
そうですね、タンタルっていうのは元素の名前で、集計の中にTAってのが載っています。
私はね、電気回路とかをやっていると、タンタルコンデンサーっていう名前のコンデンサー、電気を貯めるための素子があるんですけど、
これを使っているんですか? そうそうそう。私はそのタンタルコンデンサーっていう方を先に知ったので、
そんな物質あるんだ、ぐらいだったけど、それがレアアース、レアメタルとかに属するものかどうかなんて全然知らずに、ただ単に物質の名前で知っていた。
タンタル、なんかタルタルソースみたいな感じですけどね。 そうなんですよ。
タルタルの意味はちょっと置いといて。 置いとかれちゃうんだ。
タルタルは置いときますよ、そりゃ。 そうですか。タンタルは?
タンタルは説明をしますけど、なんで今日はレアメタルとかの話をするんですが、ちょっとだけオープニングで話したいことがあって、
毎月ね、いろんな方からメッセージをいただいて、ご紹介していいお名前、ラジオネームとかをぜひ書いてくださいっていうお話をしてるんですけど、
そうなんです、あと読み方も。 読み方もね、なんですけど、ちょっと不思議なメールがこの前やってきまして。
不思議なメール、なんですか? 先ほど送ったメールにラジオネームを書き忘れました。
折り紙花火でお願いしますっていうメールが来たんですが。 折り紙花火さんからのメールですね。
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なんですけど、その先ほど送ったメールが実は届いてなくて、何かの不具合だと思うんですけれども、
先ほどのメールが届いていないので、ぜひお手数。 先ほどのメールを、それ多分白焼きさんが食べちゃったんじゃない?読まないで。
そういう感じかもしれないですけど、郵便配達員が食べてしまったのかもしれないですけど、
申し訳ないんですが、お手数ですが、メールの方を送ってください。 もう一度ください。
よろしくお願いします。 あとですね、たまーにそういうこともあるんで、毎月皆さんのお名前をお呼びしているのは、
出したのにいい質問だったのに読まれなかったんじゃないかみたいなのとか、伝わってるかどうか不安っていう方々のためにお名前を順番に読んでるっていう面もありまして。
時々迷惑メールに入っちゃってたとか、なんかありましたよね、過去にも。 あとは不具合で届いてなかったとか。
とかがあるので。 ちなみにその折り紙さんからのメールはいつの?10月?
折り紙さんからのメールは10月8日、10月8日に受け取ったメールです。 10月8日といえば?
かおりさんの誕生日。 あ、かおりさんのお誕生日へのおめでとうメールもありがとうございます。
ありがとうございました。何通かいただきました。 そうなのよ、なんかさ、すっかり忘れてた収録の時に、なんかスルーしちゃって、はーっと後から大公開しました。
番組の中でも言ってますんで。 ちゃんとカットしないで流しましたんで。
やった。 で、
メールの件がこれで、もう一つオフ会やるかもしれませんっていうお話をしたんですけれども、
今のところまだ実施の可能性はあるんですが、状況を見つつなので、ちょっとね、詳しい話までのところは決まっていません。
やるとしたら11月の下旬頃だと思います。 日程もまだ、日程のまま?
日程、候補日はあるんですが、それお話してしまうとずらしにくくなるんですが、今のところ2021の週末かなと思ってるんですが、
最終決定ではありません。11月ね。 状況はね、感染者数とかそういうのも改善はしているんですけれども、
ただ1ヶ月後なんで、しかもまた増えると言われているし、あとインフルエンザもそろそろ流行る時期だしっていって、いろんな意味でよくわかんないんですよね。
これまでのやり方だと、やっぱり私が大きい声でご案内をするってことが多かったので、
やはり不特定多数で大きい声を出すようなことは避けたほうがいいだろうっていうので、その辺も含めて検討していて、
静かだけど案内ができる方法がないかなって思っています。科学家も。 テレパシー。
みなさんあれですかね、スマホとイヤホンとか持ってるんですかね?
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持ってるんじゃないですか?やっぱり。
だとすると例えば、ツイットキャスティングの音声版をそこでやるとかってすると、数秒遅れだけどみなさんが聞けるけど、
しかも参加してない人も聞けるってことで。
参加してない人も聞けるし、録音を取っておけば後でも聞けるんですけど、
なんですが、これまでだとお子さんとかも一緒に家族で来てくださる方もいらっしゃって、
なのでなんとなく子供だけ集めて子供向けに説明するのを、みんなが取り巻いてツイキャスで聞くみたいなのが。
何の集まりでしょうね。
みたいなのも考えたりもしていますが、開催自体まだわからないので、期待半分、当てにしない半分で受け止めていただければと思います。
そうですね。まだ本当に読めないですね。
読めないです。ということで、メインの話題の方に移りたいと思うんですけれども。
まだオープニング。
もちろん。レアメタルって聞いて、どんなものを思い浮かべます?
レアなメタルですよ。
そう、レアなメタルなんですよ。
めったにないメタル金属ですよ。
そうでね。
オリハリコンとか。
それ、元祖にある?
ある。一応伝説の武器になるんじゃなかった?
そうそう。剣の材料ね。
あれって、いろいろなRPGの共通の名前なのかな?
それはでも、元祖の名前としてはあってないので。
ちょっと待ってね。じゃあ言うよ。レアメタルっていうのは、そもそも元祖なんですか?
そうです。
化合物、酸化なんとかそういうっていうものは、レアメタルには入らないわけね。めったになくても。
うん。基本的には元祖の名前で、これとこれとこれがレアメタルっていうような言い方なんだけど。
ああ、けど?一筋なではいかない?
そうなんです。
なぜ?だってレアなんですよね。
まず、英語ではレアメタルは通じませんっていうふうに、
国立研究開発法人新エネルギー産業技術総合開発機構の人が書いた本に書いてあって。
レアメタルっていうのは日本人が言ってるだけってことですか?
なので、以前はマイナーメタルとかクリティカルメタルズとか呼ばれたりして。
それは英語?それだったら外国でも通じるってこと?
うん。なんですが、あと希少な金属なので、金とか鉢金みたいなものがあるんですけど、
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一般的には金と銀はレアメタルに入らないというふうに言われていて、
で、鉢金は入るんですよ。
へー。
というようなのがあって、あとレアアースっていうのがありまして。
ん?地球は珍しいんですか?珍しいですけど。
レアアースっていうのは、もともとキドルイっていう名前がついた物質があって。
キドルイって元素の周期表であるどっかの縦一列のところですよね?どっかの。
そうですそうです。よく知ってるじゃないですか。
任せてよ。周期表の水平リーベ。水平さんと仲良かったんです。リーベさんと。
第三属って呼ばれてるところで、スカンジウム、イットリウムとランタノイド全般っていうのが、
ランタノイド全般。周期表と仲がいいっていうの疑われますよ。
リーベさんがね、最近仲高いおっしゃってる。リーベさんと。
そこは結構決まっていて、キドルイでレアアースと呼ばれていて。
キドルイイコールレアアースなんですか?
そう、キドルイをレアアースなんですよ。逆に言うとレアアースをキドルイと訳したんですけど。
その流れで貴重な金属系のものをレアメタルと。ただ全部が金属でもないんですけど、
一般的にはレアメタルに属する元素は47種類。それはレアアースを含むので。
レアメタルの方が大きな分類ってことね。
そうです。残りの30がレアアース以外のレアメタルというのが一般的な分類になっています。
ということで、物質です。
元素ってことね。化合物ではなく。
ここで端からレアメタルを挙げていってもいいんですが、皆さんそれはWikipediaとか他の書籍とかそういうので調べてください。
この音声プログラムで物質名をいちいち挙げていくのはなんなので。
眠くなるし。
そう、そう思います。
ということで、レアメタルってなんでレアメタルなの?という話や、
あとはどんな風に使われているかみたいな話を本編でやっていけばいいかなと思っております。
よろしくお願いします。
こんにちは。サイエントークです。
サイエントークは、科学マニアの研究者連と国際交流に興味があるエマが自由に語るラジオ番組です。
MRNAや人工言語、外国人の国籍は見た目からわかるのかなど、きっとあなたの知的好奇心を刺激する話や、時には緩いおしゃべりもしています。
よくポッドキャスト配信サイトや、YouTubeにて配信しています。
TwitterやInstagramもありますので、ぜひチェックしてみてください。
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サイエントークでした。
というわけで、レアメタルの話です。
レアメタルってどんな特徴があるの?っていうのを調べたんですけど、
結構ね、いい加減っていう言い方は変なんだけど、
まあ、レアなんですけど、
そもそもレアメタルの定義って何なんですか?
これがね、あまり手に入りにくい物質なんですけど、
手に入りにくいっていうのは、
例えば今も周期表の後半っていうのは、そもそも自然界にはないじゃないですか。
少ない少ない。
ってことはイコールレアじゃないですか。
そうですね。
全部レアメタル?
でね、一番大きいレアメタルのやつは原子番号83番ビスマスかな。
一番大きいのが?
そうそう、83番ビスマスが一番大きくて、
いくつか条件があって、まずは産業というか、
科学や産業にとって重要である、何かしら役に立つっていう条件があるんで、
いろんな物質が落ちていくってね。
ほうほうほうほう、単に実験室でポンって一瞬出たよっていうのは、
何にも使えないからレアメタルではないと。
とか、希少だけど使い道が見つかってないものはレアメタルじゃないんですよ、今のところ。
なるほど。
そんな中でも、皆さんが多分思うのは、
存在自体が少ない、地下まで含めるとあれですけど、
人間が手が届くところ、要は採掘ができるところに、
そもそも少ないっていう、希少で本当に少ないっていうのもあるんですけど、
その他にも、本当はある程度あるんだけど、取り出すのが大変とか。
取り出す?
加合物になっていて、取り出すのが大変。
もう一つ、レアアース、レアメタルの話をするときにとても重要なのが、
単離、つまりホニャララっていう物質を取り出すときに大変っていうのは、
電気が必要とか、エネルギーが必要なタイプと、
あとは、いろんな化学物質を順番に使っていかないと分離ができないとかっていうので、
化学的な汚染が起きやすいっていうタイプもあって、
なので、物はある程度あるけど、
使い物になるように加工するために、
エネルギーや余分なというか、有害な化学物質や、
そういうのを使った処理が必要っていうことがあって、レアメタルになってるもの。
それでもやっぱり重要、レアメタルに属してるってことは、産業的に重要。
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そこまでして欲しいわけね。
実は欲しくないんだけど、そんな高くもないから、流通してないけど、
一部の人だけ欲しいっていうタイプのレアメタルもあったりするんですよ。
要は市場的に小さくて、でも欲しい人がほんの少しだけいてっていうタイプの、
それもでもレアメタル。
絶対量が必要ではないんで、ビジネスにうまく乗ってないんで、
最終的に高くなっちゃうようなものもレアメタル。
あと、他のものにくっついて出てきて、他の材質の鉱山の採掘量に左右されるんで、
レアメタルだけ取り出すのが大変っていうやつか。
で、最後のものがちょっと変わっていて、
産出する場所が特定の地域に集中しているので供給リスクが高い。
つまり、例えばアフリカのどこかの国のどこどこ鉱山でしか掘られない、産出しないとなると、
そこの国の情勢が悪くなると手に入りにくくなるとか、
あとは一社が河川しやすいとかってことがあるんですよ。
木金属とか宝石の中にもそういうのがあったりしますけど、
ダイヤモンドのデビアス社とかね。
なので、そういうのも木金属に入って、事実上手に入りにくいっていうので、
木金属が木金属じゃないや、そういうのもレアメタルに入ります。
じゃあ、特定の性質を持ったものではなくて、
いろいろな条件、その条件っていうのはもう何でもいいけど、やっぱりレアっていうことね。
いろんな条件を持ってレア。
手に入りにくいってことで。
例えば、白金みたいなものはレアメタルだけど、
単理とか精錬っていう、白金、プラチナを鉱山の中から取り出すのは楽ちんなんです。
何でかっていうと、他のものとくっついてなくて、
金もね、砂金みたいに金として見つかるじゃないですか。
砂プラチナ的なものを見つけるってこと?
なんですけど、プラチナ自体は含有量が少なくて、なかなか取れなくて、
年間200トンぐらいしか取れないのかな。
ちょっと調べたんですけど、200トンだったと思うんですけど。
プラチナって、私はオシャレな女性ですので、
やっぱり宝鐘具品の土台っていうのかな、ベースとしてよく名前を聞くんだけど、
それ以外に工業的、産業的にも使われるものなんですか、ちなみに。
そうです。プラチナは一番有名なのは触媒っていうやつで、
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皆さんのエンジンがついてる自動車のマフラーというか、
マフラーのちょっと先にある排気ガス触媒っていうのによく使われたり、
あとは水素燃料電池の電極とか、
発金回路っていうのの触媒とかっていうのがあって、
結構触媒系の使われ方と、宝飾品っていうのが使われる先としてあります。
なるほど。
そう。で、比重が21.45なんですよ。
要は水色よりも20倍重いのね。
はい。
年間200トン弱、170とか180トンぐらい取れるらしいんですけど、
南アフリカとロシアが多いのかな。
そうすると、例えば210トン取れるとしよう。
本当は180トンだけど。
まあいいでしょう。
そうすると、お水が1メーター、1メーター、1メーターの塊で1トンなのね。
はい。
ってことは発金、プラチナを1メーター、1メーター、1メーターの立方体にすると、
水よりも20倍重いから、1塊20トンなんですよ。
なるほど。
年間それが10個取れるわけ。
多分10個も取れないから9個ぐらいしか取れないんだね。
だから、1メートル、1メートル、9メートルっていう大きい棒があるわけでしょ。
はい。
ってことは、プラチナがたくさん取れるようになったのは、ここ何十年っていうのもあるんで、
プラチナの取れた量を全部、これまでの総量を集めても、
多分25メートルプール1杯になるかならないかぐらいしかプラチナっていうのはないんじゃないかと。
ほう。
っていう希少さが何となくわかります?
うんうんうん。
物によってはすごいたくさん取れるけど、
さっき言った精錬が大変で割高になってしまったり、
精錬が大変なのも割高なのも、エネルギーを使うのも割高なのもわかると思うんですけど、
価格的に処理をして、排液とかがとても人体に有毒だから、
抗害になりやすいみたいなやつは、そこをしっかり処理するためのコストが乗ってくるんだよね。
実際の作るためだけじゃなくて、産業的にやるには、
そこの処理、その他の片付けまでしっかりしなきゃいけないってことね。
そうそうそう。
そこで問題になるのが、その片付けをいい加減にして、
鉱山で働いている人は健康被害でもいいやって割安にするとか、
その辺に捨てちゃえっていうようなことで、割安にする問題とかも起きてくることがあるんですよ。
現実問題として人道的にそれがいいか悪いかは、
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人道的にはダメですよ。
そんな問題もはらんでいるっていうのがレアメタルのもので、
ただ単に地球上にものが少ないっていうだけじゃなくて、
取り出すのが大変だったり、
過銭化されていて、実際にはそんなに高いコストじゃないけど高く売られているものとかがあったりします。
というのがレアメタルの私が調べてみて、新しい見方になったところですね。
レアだね。
じゃあレアメタルっていうのはどんなものに使われるかっていう話を少しするんですけど、
一個一個の話をしていくと長くなっちゃうんで、
47個あるからね。
レアアースの17個除いても30個あるんで、
一般的にこんな感じに使われるっていう話を少しすると、
レアメタルが出始めた頃っていうと変ですね。
なんで取り上げられるようになったかっていう発端は、
鉄に少し混ぜると性質がとても変わりますよっていう、
鉄に振りかける合金の材料として使われるようになったのがレアメタルの創生機だし、
今もたくさん使われているってやつで、
鉄プラス、一番わかりやすいのはステンレスですよね。
ステンレス、ステンレス。
ステンレスはニッケルとクロムっていうのが入っている鉄。
鉄にニッケルとクロムを入れるんですけど、
ニッケルはレアメタルですし、
クロムもレアメタル。
クロムは24番ね。
ニッケルが28番。
ということで、鉄にある程度数パーセントとか混ぜると錆なくなるとか。
他にも鉄鋼に追加することで硬くなる。
超硬合金とか言われてるんですけど、
超硬合金知ってる知ってる。
硬い合金になる。
ロボットにはそんなに使わないんですけど。
超硬合金なんかいっぱいロボットだったんじゃないですか。
昔あったよね。
レアメタルは有点が高いもの。
前もお話したかもしれないですけど、
純鉄が溶けるのが1500℃ぐらいなんですけど、
それに比べて、例えばね、
ハフニウムってやつは2230℃。
ニオブが2468℃。
タンタルは2996℃みたいな。
一番高いのはタングステン3410℃みたいな。
その溶けるの温度が高いものを混ぜることで、
硬い合金にもなるし、
あとは鉄を使わずにこういった有点が高いものだけを使って、
ジェットエンジンみたいな高温に耐えるタイプだから、
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超耐熱合金になるんですけど。
超耐熱合金っていうのはやっぱり1500℃とかを超えるものに使うんですけど、
わかりやすいのがジェットエンジンとかロケットエンジンの部品ね。
っていうものを作るために使ったりします。
あとね、超低温溶合金っていうのもあって、
逆に今度はね。
絶対冷凍に近くなると、
今度は脆くなる金属が多くなってしまうので、
それを防ぐためにいくつかのレアメタルっていうのを鉄に混ぜたりとか、
あとはそのまま使ったりとかっていうのが使われるようになっています。
当然そういったのって、
その物質を作ってみて、その性質を調べてみたらこういう性質だったってことですよね。
だからある意味、鉄にいろんなものを混ぜてどうなるか調べてるってことね。
うん、だし、まずはレアメタル単品で有点とか、
あとは硬さ、あとは割れにくさみたいなものを調べて、
レアメタルだから、そもそも単体ではどんなに性質が良くても作れる。
いやいや、単体でも使えるものがあるんだけど、
単体よりも鉄と混ぜたほうが安いから。
なるほど。
必要なものに対して。
製品化する、商服業化するには。
そうそうそう、そうなんですよ。
私が持っているものは全部プラチナがいいのよって言っても、
全部プラチナで作るわけにはいかないんですよってなるじゃないですか。
っていうように、必要な強度、必要な耐熱性、
または耐寒性、寒い方法とか、そういうものを考えつつ、
安い金属と混ぜたり、あとは粉にして焼結っていって、
粉にした混ぜたのを焼き固めるっていうやり方だったり、
いろんな作り方も検討しながら作っていくんですけど、
超高温耐熱の方については鉄をほとんど使わなくて、
ニッケルコバルト系を主成分とするようなものが使われたりっていうのがありまして、
なので鉄なしの材料で作られるというものがあります。
結構、ロケットってすごい開発費用がかかるじゃないですか。
結局それだけじゃないけど、
少なくとも例えばロケットエンジンにレアメタルとかを使えば、
すごくやっぱりコストはかかるわけね。
そうです。加工のしやすさも、加工性が悪かったりもするし、
条件が緩ければ安い金属でいいけど、
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高温と低温が混在するとか、とても高温になるとか、
硬さがある程度以上じゃなきゃいけないっていう条件になると、
だんだんレアメタルが出てきたり、レアメタルを使った合金が出てきたりするっていうのが、
レアメタルが使われるところなんですね。
当然今後もレアメタルは増える可能性があるってことですか?
レアメタルと呼ばれているものが。
増えないんじゃないですかね。
さすがにそれは増えない。
今一番大きいって言っていた、ニオーブかな?よりも上のやつは、
ビスマス。
ビスマスか。
ビスマス。一番大きいって言っていた、ビスマスよりも大きい原子番号のものについては、
放射性なものが増え始めるところなので、
別の用途では使われるかもしれませんけど、
あとは多分このレアメタルがみんなが言っている、名付ける前に、
アルミとかは見つかった直後はレアメタルだったんじゃないかと思うんですよ。
だから逆に減る可能性はあるわけ?
安く作れるって、生成が楽チンになったりすると、
レアメタルって言わなくていいんじゃないの?ってなるかもしれません。
レアじゃねえよ、メタルだよってなるわけね。
普通の安い金属になるかもしれません。
アルミってね、当初はすごく夢の金属と呼ばれていて、
高いけどそのままでも錆びないし、軽いし、そこそこ強いしみたいなのがあったんですけど、
某機材とってやつから酸化アルミニウムが取れて、
酸化アルミニウムを電気を使えばアルミニウムにできるってことがわかったりして、
電力はかかるんだけど作るのが楽チンになった。
要は酸輸出するところがある程度あって、
それがある程度安く手に入って、生成にお金がかからなくてっていうレアメタルの条件がだんだん抜けていって、
普通のメタルになった。
日本だと1円玉だからね。
でも1円玉作るのに3円くらいかかるって言うじゃないですか。
3円はかかんないと思うんですけど、1円じゃできないっていう。
でも溶かして使うと法律違反なので気をつけてくださいね。
そうだね、コイン採掘しちゃいけないんだよね。
他にもレアメタルっていうのは、原子番号が特定のものがレアメタルってやつなんですけど、
超電動磁石とかにも使われたり、
リニアモーターか。
超電動をするっていうのは電気抵抗がゼロになるんですけど、
なんかすごい温度低くするって書いてあった気がする。
超電動は絶対温度。
カルビンじゃなくてケルビンじゃなくて、そんなやつね。
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で、ある種の金属を冷やしていくと、途中で電気抵抗がゼロになるってことが起きます。
絶対温度、数ケルビン、270度とか260何度みたいなところで、
抵抗値がなくなる超電動っていう物質はいくつかあるんですけど、
それってとても大変で、なんでかっていうと低温に保つのが大変なんで、
液体ヘリウムが必要なんですが、
手に入りやすいものは、液体窒素っていうのは手に入りやすいんですよ。
材料がたくさんあるから、空気中に。
これはマイナス196度なんですよ。
液体窒素は?
そうそう、77Kなのね、77ケルビンなんですけど、
これよりも、ここ77ケルビンになった時に超電動になったらとても便利なわけね。
低温に保ちやすいから。
液体窒素さえできればその温度にできるから。
そう、液体窒素は安く作れるというか、
液体ヘリウムとか他の低温にするものに比べるとずいぶん安いんで、
電次郎先生も実験で使うぐらい、タンクで買ってもらえるぐらい。
そうなんですか、電次郎先生が。
そう。
なので、この超電動になる。
イボを直した気がするな。
ん?
液体窒素でイボを直した気がするな。
そういうのも使われます。
リンカイ温度っていう超電動になる温度が、
液体窒素で超電動になるものを高温超電動体っていうふうに名前を付けてます。
高温って温度ってこと?
そう、だからそもそも。
比較的高い温度。
そうですそうです。
数ケルビンとかマイナス260度台だったのが、
マイナス196度でも超電動になるっていう、
高い温度でも大丈夫っていうのを作るのに、
レアメタルっていうものを入れたりすると、
ニオーブとかいくつかのものがよく使われているんですけど、
イトリウム、バリウム、銅酸素とか、
いくつかのレアメタルを使った銅酸化物プラスレアメタルものっていうのがいくつか使われて。
なかなかいいぞってことなんですね。
そうそう。
じゃあ、リニアモーターカーはそういうのを使っているんですか?
リニアモーターカーはそういうのを使っています。
なるほど。
超電動磁石っていうのは一度、
磁石の話をすると、
超電動磁石っていうのは一度電流を流し始めると抵抗値がないので、
電流がずっと、
ぐわんぐわん回り続けるわけですね。
回って永久磁石のように使えるっていうのが超電動磁石で、
大きくて強い磁石を作るってことができます。
もう一つは、うまくコントロールすると磁力を少し上げたり下げたりっていうのができるんですけど、
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また別に話す、
強力磁石っていうのにもレアメタルが使われているとか、レアアースとかが使われていたりして、
最近100円ショップでも売っている強力磁石があるじゃないですか。
はいはいはい。
あれを2個飲み込んだら危ないから必ず病院受診するようにっていうニュース見ましたよ。
なんだっけ、なんとか磁石。
アルミライトじゃない、なんとか磁石って書いてあったっけ。
強力な磁石でよくあるのは、ネオジムとか。
ちょっと違った。
サマリウムコパルト磁石っていうのはそうでもないかもしれないけど、ネオジムっていうのはよくありますよね。
ネオジムは軌道類、要はレアアース系の物質が入っていて。
レアアースはレアメタルの中の物質だから、レアメタルであると。
そういうのも、ある物質を少し加えると性質がガラリと変わるっていうタイプのものとしてレアメタルっていうのは使われていて。
他にもですね、レアメタルの使い道は半導体材料として使われたりもします。
有名なのは半導体っていうのはシリコンっていう軽素を使って、それに不純物を少しだけ混ぜて性質を変えた半導体っていうのを組み合わせで使うっていうタイプが多いんですけど。
その軽素に混ぜるちょっとしたものにもレアメタルが使われることがあるんですけれども。
レアメタルと他の金属とかを組み合わせてシリコンの代わりの半導体を作るってことができたりします。
シリコンの地位が脅かされてるってことですか。
それでも高いので、例えば半導体素子をとても高い温度で使うとか、あとはとても特殊な用途で使うときにガリウムと磯を組み合わせた半導体とか。
そういうのとかもあったりして、特殊用途半導体に使われたりします。
それの一つが太陽電池みたいなものは、基本的にはシリコン系の半導体が多いんですけど。
この太陽電池にいくつかのレアメタルを加えると効率が良くなったり、内部の抵抗が減ったり。
例えばホウ素とかガリウムとかインジュームなどをある程度加えて性能を上げるというのがあったりします。
宇宙に飛んでってる探査船って結構太陽光発電持ってるじゃないですか。
そういうところには使ってるんですかね。
太陽光、宇宙用の太陽電池は。
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結構でも過酷な環境ですよね。
そうですね。
放射線は当たるわ。
寒いのか。太陽からどんどん遠ざかればどんどん寒くなってはいくわ。
あとは太陽から離れれば発電もしずらくなるから、より効率よく発電したいわ。
宇宙用はガリウム磯系の太陽電池も使われるし、
シリコン系の単結晶太陽電池とかも使われるようで、
ガリウム磯系の方が効率がいいのかな。
そんなのが使われるようです。
そもそもこういうレアメタルを使った物質ってまだまだ開発途中というか、
もっともっといろんなものが開発される可能性があるわけですよね、今後。
いろんな性質のものが。
一時期は高温超伝導っていう、さっき言った新しい組み合わせがたくさん発見された時期があったりとかで、
超伝導は一段落してるんじゃないかな。
あとは電池系のもので、さっきは太陽電池の話をしましたけれども、
重電池、皆さんが使っているリチウムイオン電池とかの、
リチウムも何よともあれレアメタルの一つなんで、
あとは古くから電池ってマンガン電池とかっていう言い方をしますけれども、
こういったものもマンガンも一応レアメタルなので、
さっきプラチナ発金は年間200トンっていうふうにお話ししましたけれども、
マンガンは1億8000万トンとか取れてるんで、
とはいえ、工業的に重要で、
産出国が限られていて、
マンガンもちょっとだけ生成が難しいのかな。
電池に使われるのも多いんですけど、
マンガンを鉄とかに混ぜたり、
あとは他にも電池とかの電極性も使われたりするんですけど、
そんなようなので使われたりするし、
他にも電池の中では、
重電池だけではなくて燃料電池、水素とかね、
あとは燃料系のものからいきなり電池を作る、電気を作るっていうタイプで、
触媒としてレアメタル、発金が多いんですけど、
そういうのを使われたりしてっていうのがあります。
あと電池のグループでいくと原子力電池って言って、
要は放射性元素が崩壊するときに熱を出しますよね。
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その熱で発電するっていう原子力電池っていうのがあって、
遠くまで飛ぶ人工衛星じゃないや探査機とかに積まれているんですよ。
木製とか行くと太陽電池をつけていても太陽の光が弱まっちゃうんで。
なるほど。
そういうものは熱の差があると電気を発するっていうものがあって、
こういうところにはビスマステルル系とかっていうのとかがあって、
そういうのも原子力電池の中に使われるレアメタル。
あとはガラスとかセラミックとかに混ぜるっていうタイプのものもあって、
ガラスって屈折率を変えてレンズを作ると便利なことがあって、
そんなのに使われたりもするし、
あとは光ファイバーみたいなものがエルビウムっていうのは光を増幅するというか、
光の強さを途中で増幅できるようで、そういうもので遠くまで光を送ることができたり、
あとはガラス系のものって重くなると屈折率が強くなるのかなとかっていうのを使って、
光ファイバーの内側と外側で屈折率を変えるために酸化ゲルマニウムを混ぜるとかっていうのがあったりとかいうのもやります。
あとはセラミックス、まあまあ焼き物ね、
そういうのも各種の熱に強いレアメタルを混ぜたセラミックスで耐熱にするとか、
あとは強度を上げるとかっていうのもやったりします。
あとレアメタルを使うというか触媒で、途中でも話しましたけれども、
プラチナを排気ガスの浄化に使うっていう触媒ね。
アルミナ、ハッキン、パラジウム、ロジウムなどが使われて、
三原触媒っていうので検索していただくとたくさん見つかると思うんですけど、そうなんですよ。
触媒、すごくハッキンプラチナが触媒に使われるんですけど、
触媒って本来それ自身は性質を変えずに化学反応を促進するとか影響を及ぼすものですよね。
プラチナはすごくインフルエンサー的な感じってこと?
プラチナの金属の表面に窒素酸化物とかが来ると、窒素と酸素に分解しやすくなるとか。
なんでだろう?なんで?
そこの表面である化学反応が起きやすいっていうことが起きるので。
なんで?
42:00
反応が起きやすくなるっていう、ハッキンの上では反応が起きやすくなる傾向があるんだそうです。
それが触媒なんだけど、なんででしょう?
しかも触媒自体は性質変わらないわけでしょ?そこにあるだけでしょ?
性質が変わらないというか、消費されるわけではない。
そこにあるだけなのに、周りがどんどん影響されちゃうわけですよね。
影響されるというか、特定の化学反応が進みやすくなる。
すごい不思議だなあと思う。
酸化チタンっていう物質は真っ白なんですけど、
これは酸化チタンの上に何かが乗っかったところに光を当てると、
酸化チタンのものの上の物をいろいろ壊すっていうのがあって、
空気の浄化とかね、そういうのが光触媒というので使われていて、
外壁に使うとゴミが溜まりにくいとか、
光はエネルギー化して有機物を分解するように使われるとかっていうのがあったりします。
不思議。
あとはですね、レアメタルは薬系って言ったらいいんですけど、
体内に取り込むといくつか効果があるものがあったりして、
ダイエット効果があるものがどれ?
例えばバナジウムっていうのは、
インシュリンと似た効果があるので糖尿棒改善に使われるとか、
あとはクロムも、クロムってみんな毒だと思って、
6カクロムっていうのがとても毒だって言って、
一時期騒がれたこともあるんですけれども、
3カクロム、クロム3プラスっていうイオン化したものは、
インシュリンの働きを助けるとかね。
体の動きにとても大事なレアメタルもあったり、
ものによってはほんの少しだけの必要で欠乏すると、
いくつか生理的な働きが弱まってしまうものがあったりします。
レアメタルだけど人の体が持ってるっていうか欲しいわけね。
ニッケルとかはニッケル欠乏とかもあったりして、
あとマンガンとか、ほんの少しだけ必要なレアメタルってのがあるようです。
あとはね、他にも医療品、
医療に使われるものの材料として使われるものがあって、
チタンとかは人工の骨とか関節、インプラントとか、
タンタル、さっきも出てきたタンタルは人体に馴染む性質があるんで、
人工骨や骨と骨を接合するボルトとかにも使われることがある。
あと皆さんよく知っているバリウム、
X線を遮るのでレントゲン撮影に使われる。
あれもレアってこと?
そうですね、バリウムもレアメタル。
あとはガドリニウムっていうのもあるらしくて、
レントゲン?放射線的に聞いたことある?
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空間像影とMRIでMRI画像が鮮明になるとかっていうのもあるらしくて。
そういうことで、いろんなところにいろんな風に使われてるんですよ。
などがありまして、使われ方も各種各様。
ただほんの少し混ぜると性質が大きく変わるっていうタイプの使われ方と、
材質、特性的にとても何かしらに火入れてる。
例えば高温に耐えるとかっていうので特定の用途に使われたり、
あとはほんの少しだけ実は体に影響があったりとかっていうもので、
レアメタルはそんなに一括りにして、
こんな効果がありますっていうのが言いにくいけど、
工業的に大事とか効果があるっていうので括られてるっていう風に
覚えていただけるといいんじゃないかと思います。
貴重なんですね。
ご質問のあったタンタルってやつは、
周期表でいくとニオブってやつと上下に並んでいて、
ニオブとタンタルは混じって出てくることが多かったんで、
同じ物質だと思われていた時期があったんだけど、
途中で単離、要はそれぞれに分離できるってことが分かってとかっていう、
性質が似てるものが一緒になって入っていると、
それを分離するのがとても大変っていう特徴もあって。
周期表の上下に縦に並んでるのは基本的に性質似てるものが多いですよね。
そうで、さっき出たレアアースは縦に並んでるんです、全部。
そうですね、軌道類ですか。
全部縦に並んでるんで、
レアアースの中のものを分離するのはとても大変で、
性質が似てるから分離しにくいんですよ。
分離しにくさが、
余計にレアなわけね。
そういうのにもつながっているってことがあります。
最後にちょっとだけお話をしておくと、
じゃあレアアースこれからどうしていくかっていうのがあって、
皆さんが工業用でいろいろ利用するってことは、
工業製品として地上にたくさん出てきているわけですよね。
なので、これからはレアアース、レアメタルというのを、
すでに使ってあるものからリサイクルして取り出そうっていうのがだんだん増えてきています。
携帯電話使い終わったというか、
機種変して使わなくなった携帯電話から、
そういうレアメタルを集めようみたいなプロジェクトはあった気がするんですけど。
小型電子機器を集めて、そこに使われているものをいくつか分離して、
全部のものが取り出せるわけではないんですけど、
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そこでもコストの問題とか汚染の問題で、
鉱山から取り出すものとどっちが安くて、
どっちがトータルコストが安いかみたいなところで判断はされちゃうんですけれども、
そういったもので都市鉱山とも呼ばれていて、
レアメタルをリサイクルするためのものは都市に集まっているので、
そこで発掘するんじゃなくて、リサイクル品として集めて、
あるものは溶かして、あるものは粉砕して、
精錬をする、つまり純粋な物質として取り出すために、
どんだけコストが安く取り出せるか、またエネルギーが少なく取り出せるか、
みたいなものを考えながら、都市鉱山としてレアメタルというものを回収、
再生成しているっていうのがどんどん進んでいるんですけど、
やっぱり使っているところに近くなんで、
産出国が偏っているっていうのが一気に是正されるじゃないですか。
一方で、やっぱり分解して生成するのはコストも高くて、
粉砕して仕分けをしてっていうのが大変だから、
そこめんどくさいよねって言って放り出されちゃうものもあったりして、
一方で純粋な元素にしなくて、
途中まで酸化ホニャララみたいなものでも役に立つってやつは、
純粋なものに戻さなくて、
途中まで生成したもので役に立つものがあったりとかっていうので、
以前よりも都市鉱山系って言ったらいいんですけど、
リサイクル物っていうのがどんどん増えてくる傾向にあります。
多分なんですけど、たくさん採掘されているものは、
もしかしたら埋蔵料よりも地上に出ているものが多いものがあるんじゃないか。
もうある程度発掘されてるってことね。
そうそう。だから金とか銀は埋蔵料よりも地上にあるものが多いんじゃないかと言われていて、
金と銀はレアメダルじゃないって言ったんですけど、
都市鉱山として見たときにはそういったものもあって、
あとはレアメタルではないですけれども、
アルミみたいなものはアルミから作り直した方がずっと安くできる、
ずっと電気代がかからないとかっていうのもあって、
一方で、そうは言ってもなかなか大変なものがあったり、
もう一つ作り出すというか、生成する、精錬するっていうときに、
レアメタルでよく出てくるのは、海の中に沢山溶けてるから足りなくなることなんてないっていう風に言われることも、
時玉ニュースとかで見ることがあって、
それは一番最初にお話をした埋蔵料はあるんだけど、
取り出すのにコストが合わないっていうタイプの埋蔵のされ方で、
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なるほど。
そう。だからウランとかも海水から取れるよとかって話があるんだけど、
でもまだまだ鉱山から取って生成した方が安くできたりする。
なくなるっていう話ではないわけね。
なくなるから心配ではなくて、結局それは取れるけど、
コストが高くて採算が取れなくなっちゃうから、
結局海からは取らないってことですね、少なくとも現時点では。
そうそう。だからどんどんどんどん簡単に取れるところが少なくなると、
海からも取らなきゃいけなくなるかもしれない。
そうするとコスト増になるし、もしくは使わなくなっちゃうかってことか。
世知辛い話で石油がどんどん高くなれば、
これまでコストが高かった石油の井戸から、
やっぱりここから掘ろうっていうのは出たりするっていうのと似てるパターンで、
結局は金かよっていう話があるんですけども、
金だよ。
お金なところはとてもたくさんあって、どうやってコストを低くするか、
そしてレアメタルを使わないで安い物質の組み合わせで、
レアメタルの代替品になるってのも考えられていて。
結局いろんな物質の掛け合わせでどういう性質になるかっていうのは、
やってみなきゃわからないわけだから、
それをいろいろ調べてるってことですよね。
そうなんですよ。
で、より使いやすくて、より良いものを採る。
ということで皆さんもね、都市鉱山っていうのを気にして、
廃家電っていうのをしっかりリサイクル。
廃、捨てるね。
捨てる家電ね。
とかをうまくリサイクルに回るように処理をするっていうのに気を付けていただいたり、
皆さんが使っているものの中に結構いろんなレアメタルが入っていたり、
レアメタルっていうのはすごく高価なものなんですよ。
ぜひですね、何がレアメタルなんだろうっていう、
47種類というか30種類のレアメタルと17種類のレアアースを、
もう1回どんなものかなっていうのを見てみるっていうのをやってみていただければと思います。
はい。
では、それでは皆さん、
ご視聴ありがとうございました。
はい。
ご視聴ありがとうございました。
はい。
はい。
はい。
はい。
はい。
はい。
はい。
ということで、
今日はレアメタルのお話をしました。
はい。
そんないりかの時間では皆様からのメッセージを募集しております。
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rikaー0438.jp
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やっぱね、天気が急に変わるときには虹が出るので。はい。 だとか、あとは虹夜に起こった季節の変わり目みたいなものでもかまいません。
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もしそちらが気になりましたら、またこの番組を応援していただける方はそちらで聞いていただくと、私たちのところに聞いた時間に比例した報酬が入るようになっておりますので、よろしくお願いします。
はい、ということで、ソンナイ理科の時間第434回、この辺にしたいと思います。
お送りいたしましたのは、ヨシアスと、カオリでした。 それでは皆さん次回の配信でまたお会いしましょう。さようなら。
ごきげんよう。
