オープニングと番組からのお知らせ
かおり
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 第664回 そんない理科の時間をお送りいたしますのは、よしやすと かおりです。
よしやす
よろしくお願いします。 よろしくお願いします。 レアアースの話をしようと思っているんですが。
お、いよいよ。 一応ね、本とかもいろいろ見てみたんですけど、うまくなんていうのかな。
かおり
音声だけで伝わるかどうか心配ですが、話をしてみようと思っています。 音声だけで伝わらないかもしれないってことは、色とか匂いとかですかね。
よしやす
なんか図があるとわかりやすいっていうのがあるんだよね。 最初にお知らせですが、5月8日の回、つまり次回は1回お休みをします。
なので、次の配信は5月の15日になります。
お知らせ2つ目が、ポッドキャストミキサーっていうイベントが開催されますが、5月の16日土曜日。
これはですね、神戸で11時半から4時まで、5月16日土曜日ということで、前売り券を売り出し中だそうです。
興味のある方は、私は出演とかはしません。
ポッドキャスターさんが集まって、トークショー的なことだったり、あっちのポッドキャスターさんとこっちのポッドキャスターさんが対談したりとか、
あとはちっちゃいワークショップもあるみたいなんで、興味がある方はポッドキャストミキサーで検索するか、多分ね、これの説明欄にもリンクは載せておきます。
はい、で、CMが入ります。
ポッドキャストミキサーのCMが入ります。
レアアースの定義と原子の基礎知識
よしやす
で、お知らせはこのくらいでレアアースの話をするんですけど、最近レアアース、ニュースで聞くようになりましたよね。
かおり
なんか、売りしぶりがあるってやつだよね。
というか、結構前からレアアースって輸入に頼っているので、それが止まっちゃうと困るっていう話とか、
よしやす
あとはレアアースがとても強い磁石に使われていて、日本人が開発したけど材料が国内では取れない話とかいうのがあったり、
あとは海底から取れるらしいとかっていうニュースもあったりして。
なんですが、海底から取れるっていうのはなかなかね、量がすぐ取れるわけでもないしコストも高いんで、実用化は難しいんじゃないかと思っているんですが、
何はともあれレアアースはレアっていうくらいで希少ではあるんですが、レアアースって種類いくつかあるんですよ実は。
レアアースって一つの元素だけではなくて、レアアースっていうのはいくつかの元素をまとめてレアアースって言うんですよ。
かおり
よくなんとか族なんとか族って言って、集計法で縦に並んでたりするのを同じ、似た性質でまとめるけど、別にそういう仲間じゃないですよね。
よしやす
そういう仲間です。
かおり
そういう仲間なの?
よしやす
はい。
かおり
仲間はみんなレアなの?
よしやす
レアアースはキド類っていう稀な土の類、またにキド、レアアースね。
キド類というやつで、元素の集計法でいくと左から3個目で、スカンジウムっていうところから始まって、その下のイットリウム、その下のランタノイドっていうのがレアアースなんです。
レアアースは17個です。
かおり
ランタノイドってなんかいっぱいあるやつだよね。
よしやす
そうです。そのランタノイドっていうやつが基本的にはレアアースで、ランタノイドとスカンジウムとイットリウムっていうのを合わせてレアアースって言います。
はい。
なので17個の元素がレアアースと言われています。
この集計法で左から3つ目の下のほうってどういうことっていう話とかを少ししなきゃいけないんで、オープニングでは基礎知識のほうをやりますね。
はい。
元素っていうのは、水平、利、米、木の船みたいので覚えたかもしれませんけれども、
かおり
はい、覚えましたよ。
よしやす
元子の種類。
かおり
もっとつけようよ。
ナナマガリシップスクラークか。ナナマガリってところがちょっとさ、言いづらいよね。
よしやす
私そうやって覚えたこと実はないんで、よくわかってないんですけど。
かおり
え、なんで?
よしやす
え、なんでって言われても、別に覚えなくてもよかったんで。
かおり
覚えなくても覚えたって感じ?
よしやす
いいえ、集計法出してみればいいんじゃないのっていうのがあるので別に。
かおり
え、だって覚えるってことはテストに出るから覚えたんじゃないの?
よしやす
テストの点よくなかったんで。
かおり
あ、なるほどね。
よしやす
はい。で、水素、ヘリウム、リチウム、ベリリウム、放素、炭素、窒素っていうふうに元素が並んでいますが、
これ何順で並んでいてどんな意味があるのかっていう話をちょっとしなければいけません。
元素は原子核とその周りに存在する電子というので成り立っています。
かおり
はい。
よしやす
真ん中にね、原子核っていうのがあって、プラスの電気を帯びた陽子っていうのと、電気的には中性な中性子っていうのが原子核の中にいくつか入っています。
はい。
で、その中の陽子の数がプラスの電気を持ってるんですけど、それと同じだけの電子が揃って一つの原子になってますね。
かおり
はい。
よしやす
だから水素原子っていうのは一番、原子番号一番で、陽子が一つと電子が一個っていうのが基本構成です。
で、中性子は何個あっても同じ水素なのね。
で、原子核に陽子と中性子っていうのが入っています。
まあ粒だと思ってください。
で、この粒は陽子はプラスの電化を持っている、中性子は電化がないっていうのはいいとして、
安定した組み合わせっていうのと不安定な組み合わせっていうのがあって、不安定な組み合わせだと原子核として成り立たなくなっちゃうんですね。
例えば、水素っていうのは真ん中に陽子一個だけっていうのと、陽子と中性子がくっついてるやつと、陽子と中性子と中性子がくっついてるやつっていうのが存在します。
で、陽子と中性子は重さが同じくらいで、外にある電子よりもずっと重いです。
逆に言うと電子はとっても軽いのね。
はい。
なので、水素の陽子一個だけのやつと、陽子プラス中性子のやつは重さが倍ぐらい違うわけですよ。
で、中性子が2個になって真ん中の原子核が3個分になると3倍ぐらい重くなるわけね。
で、そこに中性子がもう1個入ろうとすると、安定しないんで、そういう元素は基本的には世の中に存在しないというか、
無理矢理作ってもすぐに何かしらに変わってしまって、っていう風になっています。
そんな感じで。
かおり
理屈で言っちゃえば、理屈で言うか、例えば数字的な話で言えば、水素の場合、中性子はいくつあってもいいわけね。
だけど、現実問題としてほとんどないと。ほとんどないというかないと。
で、実際にあるのは、中性子がないのと1個とせいぜい2個ぐらいまでは、一応世の中に存在はしてるけど、っていうことね。
よしやす
そうです。
かおり
ってことは、他の原子も同じことね。そういうことは。
よしやす
そうです。なので、調べるといろいろあるんですけども、同位体、また同位元素っていう言い方をします。
だから、水素には、重さが1の水素と、重さが2の重水素と、重さが3の三重水素っていうのがあります。
かおり
おー。軽い水素にも重いのね。重いのがあるのね。
よしやす
だから、軽水素、重水素っていう言い方をしたりもするんですけど、
で、バランスがあって、だいたい同じくらいの数で安定するっていうのが普通なんですよ。
だから、陽子が6個あったら、中性子も6個ぐらいあるっていうのが普通。普通っていうか、よくあるんです。
で、原子核は、陽子の数が原子核の電気的な特性を表している。
よしやす
陽子が1個あると、外にいる電子も1個で安定する。2個あれば、電子が2個で安定する。プラスとマイナス。
で、中性子が増えていくと、原子1個の重さが変わってくるのね。
さっきも言ったように、陽子と中性子同じくらいの重さで、何個あるかっていうので、原子の重さが変わってくるっていうのと、
陽子と中性子のバランスが悪いと、核分裂をしたりとかっていうことがあったり、
あとは、核融合もしやすくなったりとかっていう性質があって、
要は、原子核の安定性に影響してるんですね。陽子と中性子の数。
で、一方で、外に回っている電子の数は、原子核の中に入っている陽子の数と同じだっていうことが基本ですけれども、
これは、化学反応でどういう挙動をするかっていうのが、この電子の数で決まっています。
今考えられている原子っていうのは、真ん中に原子核っていうのがあって、
その周りに電子っていうのがぐるぐる回っているというか、確率的に存在するっていうかなんですけれども、
それがお隣の原子とくっついたり離れたり、他の電子がいるところが一個なくなってイオンになったり、
追加で電子が出てきてマイナスイオンになったりっていうので、
化学反応のときに原子核の周りの電子がどういう挙動をするかっていうのがすごく大事になってきます。
で、いろんな元素が発見されていた時代に、メンデレーフさんっていう方がいらっしゃって、ロシアの人かな。
かおり
おー、メンデレーフさんね。
よしやす
そう、メンデレーフさんが結構新しく見つかる元素って特徴があるんじゃないかっていうのを見つけ出しまして、
そこでトランプを並べるように元素を一個あたりの重さで順番に並べていくっていうのをやると、
似たようなものが周期的に出てくるっていうのに気がついて、
似たものを縦に並べてだんだん重くなっていく。
さっき言った陽子が一個ずつ増えていくと電気的特性として電子が増えていくんだけど、
中性子もくっついてくるから水平リベっていうのが1,2,3,4って重さが増えていくわけではないんだが、
だんだん重くなるっていう順番に並び替えて、それで似たものを縦に並べていくっていうのをやると、
今、みなさんが見ている原子の周期表というやつに並び替えができて、
似ているものがここのあたりにあるはずだっていう隙間を作って表を作っていった。
で、新しい原素が見つかると、ここに違いない、こんな特性持ってるはずだとかっていうのが当たるようになって、
新しい原素の特徴を言い当てるっていうのができて、だんだん信用が上がってきて、
周期表っていうのがメジャーになってくるっていうのがありますが、縦に並んでいるやつ、周期表でね、
似てる特性があるっていうので、もともと並べているわけですよ。
例えば、一番右側、周期表の一番右側は、気ガスというふうに言われているんですけど、
かおり
そんな気がするね。
よしやす
今はどっちだ?マレナガスのほうを書くんだっけ?それともトートイのほうを書くんだっけ?
かおり
え?
よしやす
っていうのがありまして、
かおり
え?漢字が違うの?
よしやす
漢字が違うよ。
かおり
ほー、マレナガスでしか見たことないね。トートイガスなんて昔は言ってたの?
よしやす
そうそうそうそう。
かおり
2005年の科学用語の改訂によりだって。
あ?違う。
科学用語の改訂によって、貴族の気ガスの表記を推奨していますだって。
えー。
よしやす
とかになったんですけど、
えー。
ここの一番右側のやつ。
かおり
ここっちはそういうふうに書くと、若いってことだね。
よしやす
若いというかまあ。
かおり
覚えておこう。
よしやす
えーと、一番右側のやつは、他の元素と反応しにくいっていうのがあったり、
一番左側、水素にリチウムにみたいなやつが並んでるところは、とっても反応しやすくて、
アルカリ金属と呼ばれていて、水に入れると爆発するみたいなね、そういうのが並んでいるっていうふうになっています。
で、これは何でかっていうと、
えー、さっき言った電子がどういう振る舞いをするかっていうのが一つポイントなんですけど、
えー、電子。
えーと、一つの原子の中にある電子は、
えー、数はね、原子核にある陽子と同じ数が揃っていると、
えー、電気的に安定するんで数が揃うんですけど、
それが、えーと、えー、入る場所がある程度決まっていまして、
これね、えーと、聞いたことあるかもしれないですけど、
K核、核は殻ね、卵の殻の殻。
かおり
何核?
よしやす
K、ABCDEFGのK。
かおり
あ、K?
よしやす
うん。で、K、L、M、N、Oとだんだん外側になってくる。
で、えー、Kのところには、電子は2個入れる。
だから、えーと、水素とヘリウムはKのところに1個または2個入ってるっていうのが水素とかヘリウムね。
かおり
はい。
よしやす
で、Lっていうところには8個入ることができる。
うん。
で、Mには18個、Nには32個、Oには50個入るっていう風に数が決まっています。
つまり、えーと、下の方の階から2部屋、8部屋、18部屋、32部屋ってあるわけ。
かおり
前から詰めて入ってくださいってやつですね。
よしやす
そう。で、基本的には下からこう詰まって入っていくんですけど、
それはエネルギーの、えーと、を、えー、原子に加えると、
この電子が入っているK核とかL核みたいなやつが、えー、あんまり元気がないときには一番下、下の階にあるんだけど、
外からエネルギーが入ると、上の階にポコって上がることがあって、
で、えーと、上の階に上がると下の階が開いてるんで不安定だからもう1回ポコって下がっちゃったりして、
そのときに光を出すとかってのがあるんですけど、
かおり
へー。
よしやす
まあ、そんなことがある。で、下の方から、えーと、2部屋、8部屋、18部屋ってあるから、
霧がいい2部屋入ったところでは、えー、1階が満杯になりましたよと。
で、えーと、2部屋と8部屋、つまり10部屋分一杯になると、1階と2階が一杯ですよってなるわけ。
かおり
はい。
よしやす
そこはいいっすか?
かおり
はい。いっぱいです。
よしやす
そう。なので、えー、2のやつがヘリウムで、10のやつがネオンなんですけど、ネオンはさっき言った木ガスって言って安定してんのね。
で、えーと、次に、えーと、えー、8個っていう話をしたんですけど、えーと、L角は2本あるんで、
あ、違う。えーとね、ちょっと待ってね。えーと、L角は、えーと、2重に、えーと、2階は8部屋分あるんですけど、
えーと、それが、えーと、並びで2個あって、えー、2の時と、8個足した10の時と、8個足した18の時に、えー、フロアが満杯になるんですよ。
かおり
はい。
よしやす
で、その上の、えー、KL、M角か。M角は、えーと、18個入るんで、えー、それに18を足した、えー、36が満杯で、また36足した54っていうのが、また満杯で、えー、安定してるというふうになってます。
かおり
はい。
よしやす
下のほうからね、2部屋、8部屋、8部屋、えーと、18部屋、18部屋あるっていうので、下から埋まってくってことです。
で、ここで、一番上の階っていうか、住民が入っている一番上の階が、いくつ、何部屋埋まっているかっていうのが、えー、他の原子から見たときの挙動にすごく影響するのね。
つまり、えー、満杯の場合、フロアがちょうど満杯の場合には、えー、他の原子とのやりとりが少ないんだけど、1個とか出てると、この1個の子が、えーと、お隣産地に引っ越したかったりとか、っていうのがあったり。
例えば、炭素と炭素は、えーと、えー、何、8部屋あるやつの4つに入ってるから、4部屋空いてるわけ。
そうすると、炭素と炭素がくっつくときに、えーと、お隣産地とうちん地でこうやってやってると、4本の手があって、それをつなぐっていう感じは、空き部屋と、えーと、人が入ってる部屋を相互に使うっていうので、くっつきやすかったり、えー、4個ずつで安定するっていうのがあったり。
逆に、えー、普段だと、えーと、雑なんで、3部屋は共有できるんだけど、4部屋目を共有するには、結構ぎゅうぎゅうに固めないといけないとかっていうのがあって、そんな感じで、最、一番外側にある、最上階の、えー、空き部屋と埋まってる部屋の、えー、数で、えー、性質が決まるっていう風になっています。
かおり
はい。
よしやす
ということで、えー、ここまでがオープニングです。
周期表の構造と電子殻の役割
かおり
おおっ。
よしやす
で、ここから本編で、じゃあ、レアアースって何なのって話をしていこうと思っています。
かおり
はい、よろしくお願いします。
よしやす
ポッドキャストのリアルイベント、ポッドキャストミキサー、今年も開催します。
ポッドキャストミキサー2.0、そしてパワーアップ、今年は神戸で開催です。
ポッドキャストミキサーは、ポッドキャスターもリスナーも全員巻き込んだトーク型イベントです。
豪華ゲストによる特別コラボセッション。
15分おきに様々な番組が混ざり合うミキサータイム。
各番組のグッズが手に入る物販ブース。
さらに今年は各番組ならではの体験ブースも併設。
今までいなかったポッドキャストイベントがここに実現。
声が混ざる、思いが交わる。
ジャンルもスタイルも超えて、ポッドキャストの今が神戸に集う週末。
話す人も聞く人も混ざって生まれる新しい熱。
5月、ポッドキャストミキサーで会いましょう。
場所は神戸三宮駅よりすぐ近く、カフェスペースアイドルジェ。
5月16日土曜日、11時より開始。
チケット絶賛発売中。公式ホームページよりお買い求めください。
さあ、推しに会いに行こう。
元祖の周期表の話をしてきました。
元祖の周期表って、左から1から18まで番号がついていて、
1、2、3とか何族って書いてあって、
1族、2族の後、なぜか13族、14族、15族、16族、17族、18っていう、
1、2、13、14、15、16、17、18っていう風に書かれることが多くて、
これ何かっていうと、アルゴンまで、水平に僕の船、
クラーク、カーまで行くと、18じゃないですか。
これが、さっき言った、8個入るとか18個入るっていうのは言いましたよね。
なので、18個入るところを横並びにすると、
並びがいいっていうので18個あるんだけど、
実は水平に僕の船の18番までについては、
3から12まではいらなくて、
1、2、13、14、15、16、17、18の8つで話が済むんですよ。
なんでかっていうと、一番外側にある、つまり最上階に住んでいる部屋が、
1族は1、2族は2、13族は3、14族は4、15族は5、
16族は6、17族は7、18族は8っていうのが基本です。
下から埋まっていくからね。
っていうのがありまして、
ポイントは、だいたい下から埋まっていくっていうのが基本なんですが、
さっき言った、エネルギーが低いと下の部屋に入りたいっていう、
だから安定してると下の部屋に行くんですが、
ここがね、変なことが起こりまして、
つまり、K∠L∠M∠N∠っていうのがありますと、
いうのがあるんですが、
その上がO∠ね。
K、L、M、N、Oっていうことなんですが、
だんだんね、電子が増えていくと、
これがね、そう簡単にいかなくなるんですよ。
で、水平リベのアルゴンまで、18番までは下から順番にね、
2部屋、2部屋、8部屋みたいに入ってくるんですけど、
次、カリウムっていうのがありまして、19番ね。
これは、空き部屋があるんだけど、もう1個上の階に入ってあがっちゃうんですよ。
これは、エネルギーは低いんだけど、
フロアは上っていう、ちょっとね、変なことが起こってるんです。
つまり、原子核からだんだんね、外に広がっていくのね、物理的に存在が。
それがフロアなんですけど、
上のほうに入るほうがエネルギーが高くなきゃいけないのは基本なんだけど、
それが外側に行くと、ちょっとそれがブレまして、
先に上の階に入っちゃう子が出てくるっていうのがあって、
軌道類、レアアース君たちは、これが、さっき言ったK、L、M、N、Oってあるんですけど、
このOっていうところね、だから下からからずっとK、L、M、N、O、5番目。
かおり
1、2、3、4、5、はい。
よしやす
フロアでいうと、4階がいっぱいになってないのに、5階に入り始めたり、
かおり
見晴らしがいいからね。
よしやす
下手すると6階に入っちゃう人がめっちゃいる。
6階に2部屋借りたまま、その後人が入ってくるときに、
6階に2、3、4、5って言われるんじゃなくて、
5階に1軒、次に入ったら4階、5階に1軒で、6階に2軒。
次に入ったら4階に3軒入って、5階は誰もいなくて、6階に2軒。
何が言いたいかというと、ランタノイド族っていう、
57から71番までのやつらは、6階に2部屋だけ入って、
その後、電子の住人が増えても、4階とか5階を苦眠してですね、
6階に2部屋っていう状態を、みんな同じようになってるんです。
で、似たようなやつが、スカンジウムとイットリウムっていうのもありまして、
スカンジウムとイットリウムが、もともと3階がまだ空いてんのに、
4階に2部屋だったり、4階が空いてんのに、まだあと5階に2部屋だったりと、
とるっていうので、一番上のフロアに2部屋借りてるっていう状態のやつが、
スカンジウム、イットリウムっていう原子番号でいうと、21番と39番と、
レアアース、ランタノイド類って書いてあるとこの57から71番が、
最上階に2部屋借りてるんだけど、下がちょっとスカスカになってるっていうタイプの元素なんです。
で、ちょっと最初にも言った、一番外側にある電子の振る舞いっていうのが、
その原子がどういう化学反応しやすいかっていうのにすごく影響してるんで、
なのでこいつらは似たような働きをするんで、
ランタノイズ属とかキド類っていう仲間になってるっていうのがあって、
日本語ではキド類、英語ではレアアースっていう名前がついてますっていうのが理屈のその1ね。
レアアースとは何ぞやっていうのは、スカンジウムとイットリウムとランタノイド類、
57番から71番までの元素をキド類、レアアースって言います。
で、特徴は一番外、さっき言った部屋が埋まっていくってやつと、
一番最上階に2部屋分借りてる人がいるけど、残りは空きです。
その上、その下の階に空き部屋があるっていう状態のやつが、このレアアースの特徴。
で、なんでレアかっていう話をすると、
レアアースの発見、特徴、産地の偏り
よしやす
掘り出されたときとかに、なかなか分離ができなくて、見つけにくかったっていうのがレアアースの起源っていうかね、
って言われるやつなんですよ。
で、イットリウムYっていうやつがあるんですけど、
最初に見つかったのが、イッテルビー村っていうのがありまして、スウェーデンに。
スウェーデンにイッテルビーという小さな村があって。
かおり
言いづらいね。
よしやす
イッテルビー。
かおり
イッテルビー、イッテないビー。
よしやす
そうそうそうそう。
で、ここからの石切り場で、変な黒い石っていうのを掘り出しましたと。
イッテルビーで採れたんで、イッテルビウムだったり、あとイットリウムだったり、テルビウムだったり、エルビウムっていう名前の元素が、名前がついちゃったりしたんですけど。
で、1787年にこの変な石が見つかったんですけど、さっき言ったように、外から見ると結構似てるんで、
最初分離ができなくて、科学的な性質が似てるんで、全部揃うまで1800年代後半までかかったんじゃないかなっていうのがありまして、
ランタノイド類っていうふうにまとめられてますけど、性質が似てる。
さっき言った空いてる部屋と埋まってる部屋の構造が外から見るととても似てるんで、
ランタノイド類なんて、さっき言った6階に2部屋借りてるけど、4階と5階の人たちが埋まったり空いてたりするんで、
外から見るとあんま変わんなく見えちゃうんですね。一番上の階しか気にしないから。
っていうのがあって、似てるのでなかなか分離ができなかったっていう歴史があります。
で、他のものとくっついていて分離が難しいので取れにくいっていう特徴があるんですけど、
一応ですね、レアアースは軽軌道類っていうのと重軌道類っていうふうに分けられていて、
これね、原子番号はちっちゃければ軽、大きければ重ではなくて、
軽軌道類っていうのは世界中あちこちにあって、あちこちから取れるってやつがあります。
ランタン、セリウム、原子番号でいくと57、58、59、60、61、62、63、
こいつらはあちこちから結構取れるんですけど、
重軌道類っていう、こちらは偏った場所、特殊な場所っていうかある地域からしか取れないっていうのが、
スカンジウムとかイットリウムとかガドリニウム、テルビニウムとかっていうのがありまして、
21、39と64から71までの元素は重軌道類っていって、世界中でたくさん取れるわけではなくて、
実は中国に多い。
かおり
なんで?
よしやす
これだから地層のでき方とか、そういうことなんですよ。
かおり
たまたま?
よしやす
たまたまです。
もう一つ、じゃあ軽軌道類はどこでも取れるんだったら、どこで生産してもいいでしょっていうのがあるんですけど、
これが掘り出して生成するというか、分離しなきゃいけないんだよねっていう設備を作るのがなかなか大変で、
広い土地にバカでかい工場を建てるというのとか、
あとはあっても生成しやすいかどうかっていうやつで、
中国がすごくたくさん出産?産出か、産出するっていうことになっています。
かおり
結局もうお金がかかるところ、中国はもうある意味国営というか国で、もうそれをやってのけたわけね。
よしやす
もう産業としてあるんだけど、アメリカ大陸、だからカナダとかね、アメリカにも鉱山はあって、
ここでも作るっていうのはできてるけれども、やっぱり安く作るとか、
あとはこれは何と言ったらいいかあれですけど、分けるのにいろんな薬品を使ったり、
分けた後のものに毒性があったりで、それを捨てる場所がなかなかないっていうような問題があって、
鉱山開発がうまくいかないっていうのもあったりします。
あとオーストラリアにもあるのかな、鉱山は。
なんですが、今の生産は中国に偏っているっていう状況です。
レアアースの用途と代替技術、海底資源
かおり
なるほどね、もう国力上げての一例プロジェクト的な感じでいっちゃったんですかね、世界に売り込んだんですかね。
元々の埋蔵量っていうか。
よしやす
元々の埋蔵量も多いし。
そうそうそうそう。
かおり
先見の命があるといえば先見の命があるね。
よしやす
何はともあれ、日本は自分のところでも出ないし、原石を持ってきてそれを生成するとかっていうのもやってないんで、輸入するしかない。
かおり
でも最近どこかで海底がどこかにありそうだっていう話は出てきたような気がするんですけど。
よしやす
海底3000メートルぐらいのところで土を掘ったらその中には。
かおり
海底2000マイルじゃなくて3000メートル?
よしやす
3000メートルぐらいですね。
かおり
そこで一応ありそうではあるのね。
よしやす
ちなみに2000マイルはどこから来たんですか。
かおり
海底2000マイルって本があるじゃん。
よしやす
それ20,000マイルじゃない。
さばよんでるな。
かおり
ほら2と丸が多いと丸がたくさんありすぎると似たようなものになっちゃうんだよ。
よしやす
このレアアースはさっき言った特徴、たまたまというか最上階に2部屋使っていてその下が抜けていて、なおかつそれぞれの元素で大きさは少し違うわけ。
中の用紙の数が違ったりとかするんで、一個一個の原子の重さだったり大きさが微妙に違うんで、性質は似てるんだけど、どこどこの化合物にちょっとだけ入れると新しい働きをするっていうのにとっても向いていて、
よく言われてるのが強い磁石を作るとかね、あとはLEDに使うとかね。
あとは蛍光物質、光を溜めたり出したりするっていうのに向いてるとかね。
そういうのがあって、今は磁石系が多いんですけど、いくつかのところに使われていて、他の元素では変えにくい。
今はね、このレアアースを使わなくて同じような性能が出る磁石とかの研究も進んでいるんですけれども、作りやすさとかコストとか考えると、今まだこのレアアースを使った磁石が一番手頃っていうふうになってしまっています。
あ、そうだ、さっきの海底に今までの話で止まっちゃったんだ。
えっとですね、海底、2000メートルとか3000メートルのところの土を掘ったら、レアアースがある程度以上含まれていましたっていうのが見つかりましたが、
あれは試掘、お試しで掘ったっていう感じで、結局取れるっていうことはわかったけど、それを実際工業製品にするときに掘る値段と、それを生成して工業的に使えるようにするっていう加工する値段を考えたとき。
また供給量、今ね、2000メートルとか3000メートルの海底から物を掘って多量に持ってくるっていうのはなかなかできませんが、陸上の鉱山だったら山崩せばいいんだからね、とりあえず。
山崩して、その中から生成するっていう、生成に頑張ればいいんだけど、海底はまず取りに行くだけで大変なわけ。
結局、栗がそこに落ちてて拾って取るのと、海底20メートルのところに潜って柿を取ってくるのと大変さが違う。
かおり
イガグリを取るのとウニを取るのの違いがね、どう?
よしやす
ウニはまあまあ浅いんですけどね。
かおり
でもほら、潜って取らなきゃいけないじゃん。
そうそうそう。息取らなきゃいけないですね。
みんなさあ、いぼいぼだけどさ。
よしやす
っていう感じで、コストとして要はレアアースがとってもとっても高くなって、例えば中国が売りませんって言ったり、要は外に出しませんって言って、
アメリカも自国で使うのでいっぱいいっぱいなんで、外の人にあげるものなんてありませんって言ったときに、
じゃあ今よりも10倍高くていい、50倍高くていいっていうんだったら、もしかしたら海底から持ってくるのもできるかもしれないけど、
とりあえずコストダウンの目処は立っていません。
量も多分、なんていうの、陸からザザザって集めてきて、工場で選別して、そこから工業的に使えるようにしてっていうのをやって、
外国から船で運んできたほうが安いっていうのがまだまだ続くと思います。
という感じで、レアアース。
かおり
そうそう、それプラス技術革新でレアアース使わなくても同じような機能を。
よしやす
性能の出る磁石とかね。
かおり
そうそう、そういう開発も多分こっちのほうがいきそうじゃない。
よしやす
どっちも進んでると思いますよ。
かおり
そういうやつもね、そんなに研究始めたからすぐに結果が出るものではないから。
よしやす
結局ね、磁石も昔はサマコバって言われたかな、サマリウムコパウルト磁石みたいなやつがあって、
それが強いって言われたのが、レアアースを混ぜたネオジムの磁石が強いっていうふうになって、
今はそれが最先端ですけど、それの先の磁石の開発とかも進んでいるので、
もしかしたら、磁石にするのにレアアースをほとんど使わない、または全く使わないっていう強い磁石もできるかもしれません。
磁石ってね、今やあっちこっちに使われていて、
特に自動車がハイブリッド化したり、あとは電気自動車化するとモーターを自動車に入れなきゃいけないよね。
モーターを入れるっていうのは、今は永久磁石を入れているんですけど、
この永久磁石が強くてちっちゃい方が性能がいいわけで、なので強力な磁石が必要だったり、
あとは皆さんの持っているスマートフォン、この中にも磁石が使われていたりして、これもちっちゃい方がいいわけでしょ。
かおり
そうね、いろんなメーカー各社がしのぎ削るところだもんね、重さとか、スマホの場合薄さっていうのかな。
よしやす
あとは光を出す、蛍光を出すみたいな話とか、光を出すっていう物質によく使われるので、
テレビやらモニターやらスマホの画面とかね、そういうところでも使われてくると、
生活必需品の中にどんどんレアアースの重要性が高くなってきているという状態です。
裏を返すとね、50年前とかもっと前はレアアースの積極的な理由はなかったわけよ。
かおり
まあ。
よしやす
そう、それでも産業は作れるんだけど、今やレアアースがないと、さっき言ったモーター、小さくて性能の良いモーターだったり、
あとは発色が良くて、ある程度のコストで作れる表示器、液晶だったり、液晶はないか、
有機EL系のものだったり、あとはLED照明とかにも使われたりするんですよね。
蛍光物質としてというのがあるので、もはやレアアースは産業の中で重要な資源になってしまっていて、
レアアースを使わない研究が進んでいるけれども、なかなか難しいというのが今の状況です。
かおり
逆に言えば面白いですね、そうやってさ、それをメインに使っているわけ、原材料ってわけじゃないじゃない、基本はね。
だけど、それがあると非常に性能が良くなるっていうのが、周期表の仲間として存在するわけよね。
たまたまその子の性質ではなくて、その子たちの仲間が全員持っている性質ってことよね。
よしやす
そう、いろんなランタノイド類、機動類っていうレアアースがあるけど、どれがいいかは、さっき言った反応的なものは似てるけれども、
電子がいるとこの大きさというか、原子の大きさと重さが少しずつ違うんで、ある化合物質だとこいつがジャストフィットっていうのがあって、
なのでここのディスプレイにはこの元素が良くて、こっちの磁石にはこの元素が良くてっていう向き不向きはあって、
やっぱり一番適材適所なものを選びたいっていう風になっているので、いろんなレアアースが使われるっていう風になっています。
かおり
いろいろレアアースを使わないものも開発されてきていて、よく言うのが風刺画的なものであったのが、今石油原油がすごく滞っているじゃないですか、世の中的なね。
それに対して海外いろんな国に対しては原油の供給をストップすればいいけど、日本はストップしちゃいけないと。
それをじゃあなんで?って言ったら、原油、石油を使わない製品を開発してしまうので、
日本使えなくなっちゃうとそういう技術を作ってしまって、逆に使わなくなってしまうので、日本にだけは供給し続けろってそういう風刺画があって、
今回レアアースに関しても、結局今後供給量がどうたらこうたらで不安定になっているときに、一応新しいエンジン開発がある程度めどがついたみたいなことを記事で読んで。
よしやす
難しいのはね。
かおり
たまたまなのか日本なのかわかんないけど。
よしやす
技術的にできたっていう話と、皆さんの手元に届くっていうのは、物によって来年だったり10年後だったりするっていうのがなかなか難しいところで、
実験室で一個だけできるのと、皆さんの手元にね、皆さんが買えるお値段で届くっていうのは、すぐにできるものと、すごい遠いものがあるんで、期待しすぎると良くないんですけれども、
何はともあれレアアースを使わないっていう話もあったり、あとレアアースもこれから先また高くなるんじゃないかっていうのは、ただ単に出ししぶるんじゃなくて、
いろんな鉱山から石というか土が出て、寄り分けてある物質だけ抜き出すっていうのをやって、工業製品になるわけじゃないですか。
その時に、毒だったりね、抗害になる物質を使うとか、それを垂れ流してしまうとかっていうのの規制がどんどん強くなっていて、
つまり、毒の沼ができてしまうっていうのは、
かおり
生成コストが上がってきてるってことね。
よしやす
毒の沼は許しませんってことになったら、それを無毒化するっていうコストをかけなきゃいけなくなるわけ。
というような感じで、我々はね、もしかしたらどこかに毒沼を作りながら生産されているレアアースを使ってるかもしれないけど、
そんな毒は世界中どこでも捨ててはいけませんっていう話になったら、それでまたコストが上がるとかっていうのがあったりして、
先ほど言っていたレアアースを使わないけど高性能っていう話だとか、
他のところで工夫してレアアースを使わないだったりっていうのの開発は急がれてはいたりします。
エネルギー資源としての石油とレアアースの将来
よしやす
で、ちょっとだけね、さっき石油の話に戻るけど、
エネルギーとしての石油、つまりガソリンとかね、経油とか投油とか重油みたいなやつは、
多分他のものはなかなかできなくて、あっちこっちでね、石油を使わない燃料の開発って進んでいるという話はあるんですけれども、
これね、難しくて、エネルギー保存の法則というかがありまして、
結局ね、石油っていうのは炭素とか水素があって、それを酸素と結びつけて燃やすっていうのでエネルギーを取りますっていうのがあるんで、
同じように使えるものを作るにはエネルギーはどこから与えてあげるか、そもそも燃やせる燃料をどこから持ってくるかしかなくて、
かおり
はじめにエネルギーをもう自分で持っているものってことね。
よしやす
そう、酸素と結びつくとエネルギーを出すみたいなものは作んなきゃいけない。
今は太陽の光で水素を作るとか、太陽の光で光合成をさせて炭素と水素をくっつけて、電風みたいなものにしてそれを燃やすみたいなことをすればとりあえずできるけれども、
石油とか石炭みたいにすごくエネルギーが凝縮したものを作るっていうのはなかなか大変だし、やっぱりエネルギーが必要。
つまり、今、無料のエネルギーは太陽光と風力と熱、要は地熱ね。
かおり
地熱とは水?
よしやす
水の高さもありますけど、そういったものをどれだけ効率よく石油的燃料に持っていけるかっていう競争もあったりして、
ただ、エネルギーの話をすると、太陽からやってきたものよりも大きいエネルギーはためられないわけ、絶対に。
っていうのがある中で、掘ればジャブジャブ出てくる石油をタンカーで地球の反周して運ぶのよりも安く作るっていうのがなかなか大変っていうのが今起こっていることです。
ただね、省エネといって、いろんなものをエネルギーを使うものが減っているっていうのも目指しているので、いろんなことでエネルギー機器が乗り切らなきゃいけないなと思っていますし、
フルムズ海峡が止まっちゃうっていうのは石油だけじゃなくてね、他の物質も、この前の命論会にもありましたけれども、
この肥料の原料が止まっているとか、他のものが止まっているっていうので、なかなか世界中は密に結びついていて成り立っているっていう経済だったのが、
どこかが切れたり止まったりすると、あっちこっちに歪みが起こるというのは、ロシア、オクライナでもヨーロッパにエネルギーがいかなくなっちゃった問題とかもあって、今や顕在化してるんじゃないかと思っています。
ということで最後はエネルギーの話になりましたけれども、今日のまとめとしてはレアアースは周期表の左から3つ目の軌道類、レアアース類っていうところにある17種類の元素がレアアースと言われていて、
特徴は電子が下の階から埋まっていくんだけど、空きがあるのに上の階に2部屋だけ借り手がいるっていう状態が似ているというのがレアアースの特徴で、
他の元素と混ぜて化学物質を作ると磁石が強くなったり、あとは光を出したりするっていう素子に向いているというので重宝されているが、地球のどこでも安く取れるわけではなくて、あるところしかなかったり、
あとは生成するのに手間や化学的な処理が必要で、ほとんどのものを中国が産出しているので、中国に止められるとなかなか大変。
他のところで同じようなコストで見つけられるところがない中で、レアアースを使わない技術開発も進んでいるということでございました。
ということで、今日はレアアースのお話をしてみました。
エンディングとリスナーへのメッセージ
よしやす
今日はこのへんかな。
この番組では皆さまからのメッセージを募集しております。
メールの送り先はrica at mark 0438.jp、rika at mark 数字で0438.jpです。
4月はちょっとメールが少なめだったので、皆さんメール書いてください。
かおり
やっぱりバタバタするタイミングじゃないですかね、4月はね、いろんなメールが。
よしやす
メールの内容は何でも構いません。
化学、理科っぽい質問でもいいですし、こんなところに行ってきましたというお出かけ報告、
あとは普段こんなことがありましたよだし、番組の感想やご意見、聞いてますよというご連絡だけでも構いませんので、ぜひメールのほうを送ってみてください。
かおり
よろしくお願いします。
よしやす
あとですね、この番組ではオーディオブックというところに聞き放題サービスというところに載っけていて、
オーディオブックの聞き放題に登録していただくと、我々の番組がおまけ付きで聞けるようになっています。
かおり
すごいおまけだよね。
よしやす
いや、おまけにそんなに自信はないんですが、この番組を応援したいという方は、ぜひオーディオブックで聞いていただけると嬉しいです。
かおり
雑談おまけね。
よしやす
はい。私たちの番組を応援するのはそれぐらいなのかな。
かおり
フレーフレーって。
よしやす
はい。またですね、私たちの番組は、「そんないプロジェクト」というグループで配信している番組の一つです。
この番組のほかに、「そんなことないしょ?」だったり、「そんない雑貨店」という番組も配信をしておりますので、そちらも聞いてみてください。よろしくお願いします。
かおり
よろしくお願いします。
よしやす
はい。ということで、1週間お休みになりますが、その次の週、次回の配信でまたお会いできればと思います。
お送りいたしましたのは、よしやすと、
かおり
かおりでした。
よしやす
それでは次回の配信でまたお会いしましょう。さようなら。
かおり
ごきげんよう。
