液体ヘリウム不足とMRI冷却技術の変遷

1. 液体ヘリウムの供給構造とMRIの普及

　2024年4月、富士フイルムは、液体ヘリウムをまったく使用しない「ゼロヘリウム」MRIを発売した。液体ヘリウムは、MRIの超電導コイルを絶対零度近くまで冷却するために不可欠な物質であり、その安定供給は医療分野における長年の課題であった。
　この供給構造は、1989年の東西冷戦終結を契機に大きく変化した。米国はそれまで軍事用途に限定し備蓄していたヘリウムの民間開放を開始したが、これに呼応するかのように、日本国内では1990年代前半からMRIの設置が急速に進展した。^※1
　当時、日本エア・リキードなどの企業は、多層真空断熱構造を持つ専用コンテナ（最下段画像参照：液体ヘリウム輸送用コンテナ）を用いて、およそ50日間のサイクルで、日米間の海上・陸上輸送を担い、国内の医療インフラを支えていた。
　米国は世界有数のヘリウムの産地であり、そのヘリウムは、米国南部（テキサス州、ルイジアナ州、ミシシッピ州、アラバマ州など）の天然ガス田に多く含有している。

2. 政策の誤算と「ヘリウム・ショック」の構造

　米国で1996年に制定した「ヘリウム民営化法」は、市場に予期せぬ混乱をもたらした。連邦備蓄を2015年までに売却・解消する方針が決まったことで、ヘリウム関連施設への投資や維持管理が縮小し、設備の老朽化が進行。2013年の管理法改正で売却期限が2021年まで延長されたものの、供給能力の低下に歯止めはかからなかった。すなわち、米国のヘリウム民間開放政策は、結果としてヘリウム不足を招く構造的要因となったのである。
　さらに、米国でのシェールガス採掘拡大に伴い、ヘリウムを高濃度で含有する天然ガス田の生産比率が低下したことも重なり、供給は一段と不安定化した。2018年には連邦ユーザー（NASA、軍隊）以外への供給停止（フェーズC）、2021年には連邦備蓄の民間への売却が完了し、世界市場は慢性的な供給不足の段階へ移行した。

3. 供給不安への対策と「ゼロヘリウム」への転換

　ロシアやアルジェリアが新たな供給地として期待されたが、ウクライナ侵攻により安定供給は困難となった。日本国内では医療用途を優先し、大学や研究機関では使用済みヘリウムの回収・再利用が推奨されるようになった。それでも供給不安は解消されず、液体窒素を用いる技術の研究も進められてきた。
　富士フイルムの新型MRIは、冷却機構そのものを再設計することで、液体ヘリウム依存を完全に排除したものである。
　米国が液体ヘリウムを「戦略物資」として囲い込んだ経緯液体ヘリウムは、約4.2ケルビン（−268.9°C）という全物質中で最も低い沸点を持ち、この特性によりMRI装置の超伝導磁石の冷却に不可欠な冷媒として利用されている。また、気化したヘリウムガスは、不活性・低粘性・分子の小ささといった物理的特性を活かし、半導体製造における雰囲気ガスやリークテスト、エッチング工程の冷却材として利用される。さらに、軍事用ロケットの燃料系統においても、加圧・冷却用途で重要な役割を果たしており、医学・IT産業・宇宙・防衛分野など、先端技術領域において広範に活用されている。
　こうした多用途性が注目される以前から、米国はヘリウムを国家戦略の中核資源と位置づけてきた。1925年、米国政府は「連邦ヘリウム計画（Federal Helium Program）」を創設し、ヘリウム資源の囲い込みを開始した。当時の主な用途は軍用飛行船の浮揚ガスであり、水素に代わる安全な選択肢として、国家安全保障上の重要物資とされた。
　その後、冷戦期を通じてヘリウムの軍事的・科学的価値はさらに高まり、米国は備蓄・供給体制の整備を進めた。特に現代のIT産業の発展にともない、ヘリウムは半導体製造に不可欠な資源となり、戦略物資としての位置づけは一層強化された。こうしてヘリウムは、単なる産業資源を超えて、米国の技術覇権と安全保障を支える柱として、およそ100年という長期にわたり囲い込まれてきたのである。

4. 米国ヘリウム政策の主要な節目（1996-2021年）

・1996年：ヘリウム民営化法が成立し、「連邦備蓄を2015年までに売却する」方針が決まる
・2000年前後：実務としての大規模売却が本格化（※政策上の区切りではない）
・2013年：ヘリウム管理法が成立し、売却期限が 2021年まで延長 される
・2018年：フェーズC開始。連邦ユーザー（NASA・軍）以外への販売が停止され、実質的な囲い込み状態に入る
・2021年：フェーズC/Dが終了し、連邦備蓄の民間向け販売が 完全に終了
・2022年以降：米国備蓄が市場から消え、世界市場は慢性的な供給不足へ移行

5. ヘリウムを巡る戦略的転換と技術革新（2026年時点）

　100年にわたりヘリウムを国家管理してきた米国政府は、2024年に連邦備蓄施設を完全に民間へ売却し、物理的な「囲い込み」を終了した。しかし、ヘリウムは依然、重要な戦略物資である。
　医療現場においても、この供給不安に対応すべく「脱ヘリウム」が加速している。現在の主流は、従来の液体ヘリウムの大量消費モデルから、それをまったく使用しない「完全フリー（富士フイルム）」、あるいは極少量のみを封入し補充を不要とした「密閉循環型（フィリップス、シーメンス等）」つまり「ヘリウムフリー」への転換である。1990年代の潤沢な供給を前提とした普及期を経て、現在は「技術力によって資源リスクを克服する」新たなフェーズに移行している。

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※1……1990年代前半、日本では医療保険制度の整備や国産メーカーの積極的な開発競争を背景にMRIの設置が急速に進んだ。この時期、液体ヘリウムの供給は冷戦期の米国による戦略物資管理下にありながらも、医療用途については安定した輸入が可能であったため、MRI普及と米国のヘリウム政策との間に直接的な因果関係はなかった。一方、米国が戦略備蓄として保有していたヘリウムを市場に放出する方針を示したのは、冷戦終結後の1996年に制定されたヘリウム民営化法によるもので、日本のMRIの黎明期より数年遅れている。したがって両者は本質的には無関係だが、いずれも1990年代という同じ時代に起きた出来事であるため、「両者の関係は時宜に叶っていた」と新聞などで表現されることがある。直接の因果関係はないものの、そのような時代であったという程の意味である。