コラム

 公開日: 2016-01-23  最終更新日: 2016-06-19

ハフニウム材料が入手困難になりつつあります。

今日は、当方で最も人気があるハフニウムについて、材料調達のお話です。

金属アレルギーの心配がなく、
美しい白色の輝きがあって、
プラチナよりも3倍程度の硬さがあって、キズや変形に強い稀少金属ハフニウムは、

2011年に結婚指輪として開発して以来、少しずつ認知も広まり、
http://zexy.net/

今では、遠く九州や北海道はじめ、シンガポールなど海外からも代官山まで、購入に来られる方がいらっしゃるようになりました。


そんな中、これまで国内在庫の枯渇や円安の影響などで、ハフニウムは材料価格が上がり、その度に制作工程の見直しや歩留まりを上げる工夫で、価格を抑える努力を繰り返してきました。

そして、また今回、世界的な原発縮小の傾向を受けて、ハフニウムの流通が減ってきているということです。

それでは、なぜ原発縮小とハフニウムが関係があるのか?面白い因果関係がありますので、今日はそのことについて書きたいと思います。


ハフニウムはどこから?


ハフニウムは、主にオーストラリア、または南アフリカで、ジルコンという鉱物として産出します。

ジルコンの名前の通り、ジルコンはジルコニウムの鉱物ですので(ジルコニウムケイ酸塩)、ハフニウムはその中に不純物として含まれて産出するわけです。

そして、ジルコニウムと分離、還元されて、金属ハフニウムとして精製されます。

ちなみに、ハフニウムの生産は、世界でもフランス政府持株のAREVA社一社のみと聞いています。


ハフニウムとジルコニウムの分離が難しい


さて、ジルコニウムとハフニウムはともに、常にだいたいジルコニウム98%:ハフニウム2%という比率で混ざって産出しますが、この2つの元素はもっとも分離が難しい組み合わせと言われています。

化学的な性質がほぼ同じだからです。そのため特殊な工程を踏んで分離する必要があり、コストも高くつきます。

この事から、ハフニウムを含むジルコニウムと、ハフニウムを全く含まないジルコニウムとでは、10倍近くの価格差があります。

ハフニウムは天然元素の中では最後から2番目に発見された元素ですが、これも同じく、ジルコニウムの影に隠れて分離・特定が出来なかったから、という事実によります。

従って、ある用途1つを除いて、世の中のジルコニウム製品のほとんどは、ハフニウムを約2%含んだ状態でそのまま使われています。

この「ある用途」は、この後に述べますが、それ以外の用途ではハフニウムが混ざっていても、まったく実用上問題ないと言われています。


反対の性質のハフニウムとジルコニウム


化学的な性質がほぼ同じジルコニウムとハフニウムですが、正反対と言ってもいい性質が、1つだけ存在します。

それは、熱中性子の吸収効果(熱中性子の吸収断面積)です。

ジルコニウムは熱中性子をほぼ吸収せず透過し、一方でハフニウムは熱中性子をよく吸収します。

この事から、原子力の分野では。まったく正反対の用途に使われています。


ハフニウムを取り除かないと原発では使えない


熱中性子の吸収断面積の違いから、ジルコニウムは原子力発電所の核燃料の容器に使われて、核分裂の連鎖を邪魔しない用途に使われ、一方でハフニウムは制御棒として核分裂を抑制する用途に使われます。

ジルコニウムを原子力発電の核燃料容器として使う場合、ハフニウムが厳密に取り除かれないと、使えません。

ジルコニウムに含まれているハフニウムが、熱中性子を吸収してしまっては、核分裂の連鎖反応を邪魔してしまうからです。


原発建設が減れば、結果的にハフニウムも減産に


3.11以降、日本国内はもちろん、世界的にも原発の建設は縮小傾向にあるようです。

原発建設が減れば、ジルコニウムからハフニウムを取り除く必要性が減り、取り除かれた結果として生産される副産物のハフニウムも減産になっているというわけです。

一方で、最近では、ハフニウムの用途は、航空機のタービン用の耐熱合金としての需要も増えているようです。

ハフニウムの減産と需要増。これらのことから、ハフニウムが手に入りづらくなる傾向が進んでいます。



はじめは、元素周期律表を眺めて興味のおもむくままに、開発を進めてきたハフニウムの指輪でしたが、材料の経路を辿り様々な因果関係に注目しているうちに、世界のありようが元素を通して別の目で見えてきます。

また同時に、鉱山を開発して、鉱物採掘から金属の精製、製材、そして最終製品まで、いつかは全部を一貫してやってみたい!!なんて夢が膨らみます^^



金属アレルギーにならない結婚指輪
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