平成２０年度液化窒素新規利用者保安教育予備知識 • 絶対温度（K）＝摂氏温度（℃）＋２７３．１５ • 圧力の単位絶対圧‥‥‥真空を基準にした圧力ゲージ圧‥‥大気圧を基準にした圧力 • 圧力計はゲージ圧を示している • 圧力単位の換算 1気圧＝ 1 [kg/cm2] ＝ 0.1[Mpa] ＝ 760 Torr 1[bar] ≒ 1気圧 1[psi] ≒ 0.07気圧液化窒素及び窒素ガスの性質 • 温度がとても低い１気圧での沸点７７K＝－１９６℃ • 蒸発しやすい • • 蒸発すると約６５０倍に膨張する流動性がよい • • • 沸点付近の温度の窒素ガスは滞留しやすい窒素ガスは無味、無色、無臭窒息性ガスであるシーベルもっとも手軽な液化窒素容器。小容量（５～２０L）のものが多い魔法瓶のような２重構造になっていて、２重の容器の間が断熱真空になっている。軽量化のため外側の容器はアルミニウム材などが使われている。蓋は上からかぶせるだけで密封できない。圧力上昇による容器破壊を防ぐため容器から液化窒素を汲出す時はサイフォンを使用する頚部が強度があまり高くないので、傾けて使用すると変形、破損のおそれがある変形、破損すると断熱真空が破れ、蓋周辺に霜がついて中の液化窒素を閉じこめ、圧力の異常上昇を招くおそれがあるセルファー自加圧容器（５０～１０００L）２重構造になっていて真空断熱層を持つ加圧コイルは外界との熱接触を良くしてある部分で、加圧弁を開くと加圧コイルに流れ込んだ液化窒素が蒸発し、加圧弁を通って容器内部に窒素ガスとなって戻ってくる。このことによって容器内部の圧力を上昇させる加圧コイル付近の容器外面に霜がつくことがあるがこれは異常ではない液取り出し弁は液化窒素を取り出すためのものである。この弁は液化窒素によって直接冷やされる部分なので、熱収縮によって弁がロックされてしまうことがある。弁を開けるときは完全に開けきらずに、また閉めるときは軽く閉める程度にする。ガス放出弁は容器内部の窒素ガスを大気中に逃すためのもの。液化窒素を他の容器等に移すとき以外は常に開放しておく安全弁、破裂安全板は容器内部の圧力が異常に高くなった時にガスを逃し、容器自体の爆発を防ぐための安全装置液面計がついているものもあるが、低温室所有のセルファーは、液化窒素汲入れ口として使用するため取り外している安全に取り扱うために液化窒素の取扱で起こる事故 • • • • 窒息凍傷爆発･爆発による負傷火災（爆発を伴う）窒息について酸素濃度％症状１６～１２脈拍・呼吸数の増加精神集中に努力が要る細かい筋肉作業がうまくいかない頭痛１４～９１０～６１０～６の持続またはそれ以下判断力が鈍る発揚状態、体温上昇不安定な精神状態刺し傷などを感じない酩酊状態当時の記憶無しチアノーゼ意識不明中枢神経障害けいれんチアノーゼ昏睡⇒呼吸緩徐⇒呼吸停止 ⇒６～８分後心停止窒素ガス自体に毒性は無い空気中の酸素濃度は通常２０％程度であるが、これが１６％よりも低くなると酸欠症状があらわれる酸素濃度の低いガスを肺の中に吸い込むと、血液中の酸素が肺の中に放出され急速に窒息する純窒素ガスを吸入した場合、一息で気絶することもある転倒などで死亡するおそれもある部屋の中で液化窒素を多量に扱うときは窓を開けたり、換気扇を使用するなど換気に努める。酸素濃度モニターを設置するようにする。（警報ブザーが鳴る）上位階の研究室ではエレベーターで液化窒素を運ぶことが多いが充填した液化窒素容器と同乗することは避けるエレベーターで運ぶ場合は、液化窒素容器のみを運ぶようにし、他者が同乗してこないよう警告文を掲示するなど措置するとくに１～３年生が利用するようなエレベーターではしっかりと対策を講じること五十嵐キャンパス内で使用する場合は一般車両での運搬はしないことキャンパス外で使用するため車両での運搬が必要な場合は、転倒防止、換気に十分気をつける。２０リットル以上の容器を車両で運搬する場合は法令の制限があるので、別途問い合わせてください。窒息時の対応酸素濃度の十分な環境へ避難する、避難させる救急車、救急救命行為の必要な場合は避難させた後に処置すること窒息症状があったと思われる場合は、病院で状況を説明し診療を受ける凍傷について軍手や布の手袋など液体が染み込む材質のものを着用して液化窒素を扱うと、液化窒素が手袋にかかったときに、液が手の表面に長く留まるため、ひどい凍傷を起こす液化窒素貯槽の汲出し用ノズルなど、液化窒素で冷やされた物体を掴む場合には、革手袋など液体の染み込まない材質のもので手首のゆったりとしたものを使用する革手袋等を使用していても長時間触れていると凍傷の可能性がある液化窒素を汲出す際などに液化窒素が体や足にかかることもある。液化窒素が染み込みやすい格好は避ける窒素を汲出す際に液面を見る必要がある場合は、安全めがね等を着用する。患部の感覚がなくなるほどの凍傷や、液化窒素が目に入った場合などは、すみやかに病院で診察を受ける液化窒素だけでなく、運搬中の蒸発ガスなど低温のガスにも注意が必要爆発・破裂について液化窒素は蒸発して窒素ガスになると体積が約６５０倍に膨張する液化窒素を入れる容器を密封しないように気をつける密封すると、容器内部の圧力が徐々に上昇し、容器が破裂する流量調整バルブを閉止すると、電磁弁と流量調整バルブの間に留まった液化窒素が蒸発し、電磁弁を破損することがある。流量調整バルブは閉止しないようにする火災について広口の容器など空気に触れる面積の広いものに液化窒素を長時間放置していると、酸素が窒素よりも沸点が高いため、空気中の酸素と液化窒素とが置換する。結果、液化窒素中に多量の液化酸素が含まれた状態になる。液化酸素と有機物が接触するとなんらかの点火源によって発火、爆発する危険性がある。火気の取扱いには十分に注意すること。火だけではなく電気、摩擦などいろんなものが点火源になりうる。また、不要な液化窒素は通風のよい屋外で廃棄する使用上の注意（安全面から） • • • • • • • • • • • 使用する室内では、酸欠防止のため換気を十分行う酸素モニターを設置することが望ましい残ガス放出は通風のよい室外で行う。ピット内には放出させない乗用車や人の乗っているエレベーターで運搬しないかかった液化窒素が、裾・靴などの部位に留まらないような服装で汲み入れの際は革手袋を着用汲み入れ、汲出しの際は眼を近づけない容器や配管に入れたまま密閉状態にしない容器の液取り出し口は水分や炭酸ガスが侵入し凍結することがないように容器内の水分は使用前に取り除く開放容器に入れたまま長時間放置しない火気の取扱には十分注意する • 容器や装置の初期予冷は、液化窒素の蒸発を制御しながらゆっくり行う事故例北海道大学工学部窒息死事故（1992/8/10）北海道大学工学部の低温実験室において、停電中に室温を下げようとして容量25Lのシーベル内の液化窒素を室内にばらまいた。液化窒素が気化して窒素ガスが室内に充満し、酸欠状態から呼吸不全となり、助手、大学院生の２名が死亡した研究センター窒息死事故（1990/8/27）液化窒素貯槽からパイプで連結された３Fの実験室内で 100Lの容器への汲み出し作業を継続したまま退室した。その後汲み出し作業を停止するために戻ったところ、液化窒素が溢れ出ていたため停止作業をしたものの室内に充満していた窒素ガスにより窒息し死亡した食品工場液化窒素貯槽破裂事故（1992/8/28）札幌市石狩町の食品工場で、液化窒素貯槽の弁を全て閉じたために貯槽内部の圧力が上昇して破裂した。周囲の建物も含め、当事者に7700万円、第三者に3億5900万円、総額4億3600万円の被害が生じたセラミック工場爆発事故（1991/1/18）岐阜県揖斐郡揖斐川町のセラミック工場において、可燃性有機物のベンゼン（第四類危険物）を含んだセラミックの粉末を、液化窒素で冷却しながら運搬していたところ、激しい爆発が起こり従業員２名が死亡、１名が軽傷を負った液化窒素が液化酸素に置換して、危険物のベンゼンと接し、何らかの点火源によって爆発に至ったものと思われる県立高校ラムネ瓶破裂事故（2004/5/29）福岡県立門司高校の文化祭で、液化窒素を使った物質の状態変化の演示実験中液化窒素を入れたラムネ瓶が破裂し、10人がガラス片で怪我を負った新潟大学での利用方法・利用状況新潟大学は「第1種高圧ガス製造者」として高圧ガス保安法の適用を受けています • 液化窒素貯槽９，９６０Ｌ（８，９６４Ｌ利用可能） • • • ヘリウム液化装置の予冷液取り（課金します）物質生産棟内の送ガス（ゲージ圧1.6気圧） • 利用時間土日祝を除く月曜９：００～金曜１７：００土日祝の利用を希望する場合は教職員が一日３回貯槽の日常点検を実施することが条件液化窒素の利用は登録制（容器一つ一つごとに登録）登録容器と登録者（教員）名による利用量管理登録者へ利用量・汲出し回数に応じた使用料金の請求（平成２０年度は液１ﾘｯﾄﾙあたり６２円、利用１回あたり６２０円の課金を予定）汲出し前後の重量を量り、汲出し液量に換算している登録証のバーコードをバーコードリーダーで読み取ることで汲出しの記録は自動的にＰＣに貯めこまれている異常な記録は適宜係員が排除しているので、使用料金に加算されない貯槽の異常、自動供給装置に異常を発見した場合は、ヘリウム液化室上階の核実験準備室（２５７室）長谷川または立川へ連絡する不在の場合は０９０－９４２４－２３５２立川まで窒素ガスの利用は登録制ではないが、利用者は使用開始時に立川に連絡すること共用ベッセルを利用したい研究室にはあらかじめ登録証を作成する。共用ベッセルは利用していないときは必ず返却すること。液化窒素自動供給装置使用方法容器をロードセルの中央に置きます適切な長さの管を容器に挿入します容器に液化窒素が残っているときは残っている液が管の先から飛び出てくることがあるので注意してください容器に挿入した管とベーローズ配管をつなぎますＯリング付きセンターリングと上図の金具（ＫＦクランプ）を使って、挿入した管とベローズ配管をしっかり固定しますねじはきつめに締めてくださいしっかり固定しないと継目から液化窒素が漏れます挿入した管が容器の口の中央付近にくるように容器の位置を調整してください『表示』ボタンを押しタッチパネル付き表示器が表示されるようにしますバーコードリーダーでバーコードを読み取りますバーコードリーダーの両側にあるボタンを押し「ピッ」という音がしたら読み取り完了ですタッチパネル上の『充填条件』をタッチしますタッチパネルが「充填条件画面」に切り替わります最大充填量が『設定量』として表示されます設定量の数値だけ充填したい場合はタッチパネル上の『充填状況』をタッチしますタッチパネルが「充填状況画面」に切り替わります準備がよければ『開始』をタッチします電磁弁が開き充填が開始されます充填量が設定量に達すれば自動的に充填が終了しますタッチパネル上の『停止』をタッチしても終了します緊急時以外は『緊急停止』ボタンで終了しないでください接続金具をドライヤーで温めて霜を取り除きます接続金具を外し、挿入した管を容器から取り出します『表示』ボタンを押し、タッチパネルをＯＦＦにします容器の容量よりも少ない量を充填したい場合「充填条件画面」で設定量の数値の下の辺りをタッチしますテンキーが表示されますので、希望の数値を入力します例．「５リットル」にしたいなら「５」⇒「０」⇒「０」⇒「ENT」で設定量が５．００[L]になります使用上の注意（安定供給のために） • • • バーコードリーダーを落とさないように（衝撃に弱い）ＫＦクランプはドライヤーで温めてから外すこと（クランプ付近の霜が融けるまで）温めずに取り外すとシール材のＯリングが切れる流量調整バルブを動かした時は、汲取りが終わったら元の位置に戻す • 汲取りが終わったら自動供給装置の『表示』ボタンをＯＦＦにする長時間つけっぱなしにしておくとタッチパネル液晶の寿命が短くなる • 通常はタッチパネル上の『停止』を押して終了すること • 『非常停止』ボタンを押して汲取りを終了させた場合は右に捻って解除した上で『電源』を一回切って入れなおす • 登録容器に適合した登録証を用いる異なる登録証を使用すると大量に溢れ出ることがあります低温室液化窒素セルファーへの液化窒素の汲出し方１．頂部の盲栓を外す２．ガス放出弁が開いた状態、液取り出し弁、加圧弁が閉じた状態であることを確認する３．盲栓をつけていた孔に適切な長さの管を挿入します以後、圧力計の数字が上昇しないことを確かめながら、シーベルの場合と同様に汲出してください貸出用セルファー（１２０Ｌ）は４台用意してあります貸出には事前に登録証を作成してください汲出し手順が終了したら頂部の盲栓をしっかりと閉めてくださいガス放出弁は絶対に閉じないように低温室液化窒素セルファーからの液化窒素の汲出し方１. ガス放出弁を閉じる２. 圧力計を見ながら加圧弁を調整して容器内部の圧力を上げる３. 液取り出し弁（どちらか）を開ける液体の取り出し中は常に圧力計に注意し、過大な圧力がかからないよう加圧弁を調整する汲出しが終了したら４. 取り出し弁を閉じ、加圧弁を閉じる５. ガス放出弁を開ける液取り出し弁が凍りついた場合はブロアーで暖める。