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Adhi, P. M.*; 大久保 成彰; 小松 篤史; 近藤 正聡*; 高橋 実*
Energy Procedia, 131, p.420 - 427, 2017/12
被引用回数：1 パーセンタイル：59.51(Energy & Fuels)固体電解質のイオン伝導度が不十分であると、酸素センサの出力信号が低温側で理論値からずれると考えられるため、Ag/空気および液体Bi/Bi/Bi
O
をそれぞれ基準電極(RE)に用いた酸素センサについて、300
450
Cの低温LBEにおいて電気化学インピーダンス分析(EIS)を行い、電極-電解質界面における電荷移動反応インピーダンスを調べた。その結果、いずれのセンサーも良好に動作し、300450Cで使用できることがわかった。Bi/Bi/BiO REは、Ag/空気REよりも低いインピーダンスを有する。したがって、低温領域では、Bi/Bi/BiO REを用いた酸素センサーの応答時間は、Ag/空気REの酸素センサーよりも速いことがわかった。
近藤 正聡*; 大久保 成彰; 入澤 恵理子; 小松 篤史; 石川 法人; 田中 照也*
Energy Procedia, 131, p.386 - 394, 2017/12
被引用回数：8 パーセンタイル：95.87(Energy & Fuels)鉛合金冷却高速炉の空気侵入事故におけるPb合金冷却材の化学的挙動を、種々の組成のPb合金の熱力学的考察および静的酸化実験によって調べた。鉛ビスマス(Pb-Bi)合金の性的酸化試験の結果、空気中の773KではPbOが優先的に形成され合金中からPbが減少したが、Biはこの酸化挙動には関与しなかった。その後Biが濃縮するとPb-Bi酸化物の他BiOが形成された。合金の酸化速度は鋼の酸化速度よりもはるかに大きく、合金中のPb濃度が高いほど大きくなった。Pb-Bi合金とステンレス鋼との共存性は、合金中のPb濃度が低くなると悪化した。合金中のBi組成によって溶解タイプの腐食が促進されたためである。一方、Pb-Li合金は、LiPbOおよびLiCOを形成しながら酸化が進行し、合金からLiが減少した。冷却材のこれらの酸化物は、空気侵入事故時の原子炉冷却系の酸素濃度増加後に低温領域で生成すると考えられる。
染谷 洋二; 飛田 健次; 柳原 敏*; 近藤 正聡*; 宇藤 裕康; 朝倉 伸幸; 星野 一生; 中村 誠; 坂本 宜照
Fusion Engineering and Design, 89(9-10), p.2033 - 2037, 2014/10
被引用回数：9 パーセンタイル：55.56(Nuclear Science & Technology)原型炉での保守シナリオは、ブランケット及びダイバータモジュールをバックプレートに配置したセクター集合体を一括で交換することを想定している。定期交換保守によって発生する放射化した集合体には、残量熱と吸蔵されたトリチウム(T)および表面に付着したタングステン(W)ダストが存在する。したがって、集合体の保管、解体および処分の際には、集合体の温度及び吸蔵T及びWダスト管理に留意する必要がある。検討の結果、ホットセルにおいて自然対流冷却が可能になるまでの約半年間を、集合体内の既設配管に冷却水を流して冷却することとした。この手法の特徴は、集合体を低温にできるので吸蔵Tの放出が抑えられるとともに、ホットセル内の雰囲気を自然対流環境下で維持できるため、Wダストの拡散を防ぐことができる。次に、廃棄物を埋設処分する際には、モルタルとともに詰めた廃棄体として、処分することを想定している。検討の結果、残留熱を有する廃棄体をモルタルの健全性が保てる温度(65C)以下になるまで、中間貯蔵施設において、約12年程度一時保管する必要があることがわかった。本論文では、ホットセル及び一時保管施設の具体的イメージを示すとともに定期保守時に発生する廃棄物の減容に係る検討結果を報告する。
桐山 博光; 森 道昭; 鈴木 将之*; 大東 出*; 岡田 大; 越智 義浩; 田中 桃子; 佐藤 方俊*; 玉置 善紀*; 吉井 健裕*; et al.
レーザー研究, 42(6), p.441 - 447, 2014/06
原子力機構で開発している、(1)フェムト秒超高強度レーザーとしてOPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザー、(2)ピコ秒高強度レーザーとしてOPCPA/Yb:YAGハイブリッドレーザー、(3)ナノ秒高平均出力レーザーとして半導体レーザー励起Nd:YAGレーザーについて、それらの構成及び動作特性について紹介する。
鈴木 将之; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; 越智 義浩; 佐藤 方俊*; 吉井 健裕*; 玉置 善紀*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; et al.
AIP Conference Proceedings 1465, p.53 - 57, 2012/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)レーザー駆動粒子線発生用励起源に求められるその特徴は高ピーク強度,高コントラスト及び高繰り返しである。これを実現するために高コントラスト化が見込めるOPCPA増幅器を第一段目増幅器に用い、高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAG薄膜ディスクを第二段目の増幅器に用いたハイブリッドレーザーシステムの開発を行った。発振器からのレーザーパルスはパルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長される。その後、このレーザーパルスはポッケルセルにて10Hzに切り出され、波長532nmのレーザー光を励起光としたBBOで構成されるOPCPAを用いて、エネルギー3.5mJまで増幅される。さらにこのレーザーパルスは、LD(波長940nm)を励起源としたYb:YAG薄膜ディスクで構成される増幅器にて出力130mJまで増幅に成功した。この増幅されたレーザーパルスはパルス圧縮器でパルス幅450fs程度まで圧縮され、クロスコリレーターを用いて時間的コントラスト計測を行った。その結果、増幅光の150ps直前において約8桁のコントラストを得ることに成功した。
桐山 博光; 鈴木 将之*; 大東 出; 岡田 大; 越智 義浩; 佐藤 方俊*; 玉置 善紀*; 吉井 健裕*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; et al.
レーザー研究, 40(2), p.143 - 145, 2012/02
光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)をベースにした非線形前置増幅器を用いた小型,高時間空間品質,高強度半導体レーザー励起Yb:YAG薄型ディスクチャープパルス増幅器の開発を行った。ストレッチャーでパルス幅を伸張されたチャープパルスは、OPCPA前置増幅器、及びYb:YAG主増幅器において、10Hzの繰り返し動作で100mJにまで増幅される。集光性能は、横方向では回折限界の1.1倍、縦方向では1.4と高い空間特性を有していることがわかった。また、470fsにまでパルス圧縮に成功するとともに、10
の高いコントラストを得ており、時間特性も優れた特性を示すことがわかった。
鈴木 将之*; 桐山 博光; 大東 出; 越智 義浩; 岡田 大; 佐藤 方俊*; 玉置 善紀*; 吉井 健裕*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; et al.
Applied Physics B, 105(2), p.181 - 184, 2011/11
被引用回数：5 パーセンタイル：28.18(Optics)超高強度レーザーを物質に集光した際に生成するレーザー励起高エネルギー粒子線や高出力THz波生成の励起源開発のためのOPCPA/Yb:YAGハイブリッド型レーザーシステムの開発を行った。本レーザーの特徴は高時間コントラスト化が見込めるOPCPA前段増幅器と高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAG薄膜ディスクを主増幅器に採用しており、これまでに存在しない新しいレーザーシステムである。発振器からのレーザーはパルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長された後に波長532nmのレーザーを励起光としたBBOで構成されるOPCPAを用いて、エネルギー3.8mJまで増幅される。さらにこのレーザーパルスは、波長940nmのLDを励起源としたYb:YAG薄膜ディスク増幅器にて出力130mJまでの増幅に成功した。この増幅されたレーザーパルスはパルス圧縮器でパルス幅450fs程度まで圧縮され、クロスコリレーターを用いて時間的コントラスト計測を行った結果、増幅光の150ps直前において約9桁の時間コントラストを達成した。これはYb:YAGを用いたレーザーでは世界最高の値である。
平林 勝; 近藤 正聡*; 荒 邦章; 高橋 実*
Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13) (CD-ROM), 0 Pages, 2005/05
Pb-Bi冷却炉用の超音波流量計を開発している。計測原理には伝搬時間差法を適用し、計測に必要な音響物性として、温度に対するPb-Biの音速を計測した。また、温度に対する音速の実験相関式を導出した。超音波流量計の開発、試作を行った。超音波センサの振動子にはニオブ酸リチウムを使用し、500Cまでの耐熱性を確認した。水中、Pb-Bi中試験を実施し、流量計の適用性を実証した。
小方 厚*; 岡本 宏巳*; 草野 完也*; 遠藤 一太*; 西田 靖*; 榮 武二*; 新井 正敏*; 中西 弘*; 近藤 公伯*
JAERI-Tech 2002-007, 28 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-007.pdf:1.34MB
陽子/イオン加速器は、電子加速器に比べ大きな設備投資を要するために、広い応用分野を有するにもかかわらず普及していない。本研究は、こうした状況に突破口を開けるべく行われた。レーザーとプラズマによる電子加速では、既にプラズマ波の電場により大加速勾配を得ることに成功している。しかし、1GeV以下の陽子は光に比べはるかに低速なので、レーザーが作る航跡場をそのまま加速に用いることができない。そこで、イオン生成に「薄膜衝撃法」,イオン加速に「後方ラマン散乱法」を提案した。イオン源として「薄膜衝撃法」の実験を行った。標的として有機薄膜を用い、イオン温度として約100-200keV最高エネルギーとして約100MeVを得た。50mJ,50fs,1TWのテーブルトップレーザーで、高速陽子を発生したことに大きな意味がある。また、イオン加速としての「後方ラマン散乱法」に関しては、理論的考察,シミュレーション及び密度勾配を持つプラズマ生成とその測定に関する基礎実験を行い、良好な結果を得た。
鈴木 将之*; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; 越智 義浩; 佐藤 方俊*; 吉井 健裕*; 玉置 善紀*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; et al.
no journal, ,
フェムト秒レーザーは、極めて高い圧力状態を実現できるため、これを用いたレーザーピーニングの基礎研究が試みられている。従来のフェムト秒レーザーは、自然増幅光及びプレパルスによるプレプラズマ生成が問題であった。これを解決するために高コントラスト化が見込めるOPCPA前段増幅器と高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAG薄膜ディスクを主増幅器に用いたシステムの開発を行った。発振器からのレーザーはパルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長された後にポッケルセルにて10Hzに切り出され、波長532nmのレーザーを励起光とした3個のBBOで構成されるOPCPAを用いて、エネルギー3.5mJまで増幅される。その後このレーザーパルスは、さらに波長940nmのLDを励起源としたYb:YAG薄膜ディスク増幅器にて出力130mJまでの増幅に成功した。この増幅されたレーザーパルスはパルス圧縮器でパルス幅500fs程度まで圧縮され、クロスコリレーターを用いて時間的コントラスト計測を行った。その結果、増幅光の150ps直前において約8桁の時間コントラストを達成した。
鈴木 将之*; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; 越智 義浩; 佐藤 方俊*; 吉井 健裕*; 玉置 善紀*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; et al.
no journal, ,
超高強度レーザーを物質に集光した際に生成するレーザー励起粒子線や、高出力THz波生成の励起源開発のために高時間コントラスト化が見込めるOPCPAを前段増幅器に用い、高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAG薄膜ディスクを主増幅器に用いた、これまでに現存しないハイブリッドレーザーシステムの開発を行った。発振器からのフェムト秒レーザーパルスはパルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長される。その後、波長532nmのレーザーを励起光とした3個のBBOで構成されるOPCPAを用いて、エネルギー3.8mJまで増幅した。さらにこのレーザーパルスは、波長940nmのLDを励起源としたYb:YAG薄膜セラミックディスク増幅器にて出力130mJまでの増幅に成功した。この増幅されたレーザーパルスはパルス圧縮器でパルス幅450fs程度まで圧縮し、クロスコリレーターを用いて時間的コントラスト計測を行った結果、増幅光の150ps直前において約9桁の時間コントラストを達成した。これはYb:YAGを用いたレーザーにおいて世界最高の値である。
桐山 博光; 森 道昭; 下村 拓也; 田上 学; 近藤 修司; 金沢 修平; 大東 出; 鈴木 将之*; 岡田 大; 越智 義浩; et al.
no journal, ,
レーザー学会業績賞(論文賞)受賞を受け、原子力機構関西光科学研究所で開発している高強度レーザーについて、記念講演として報告する。講演では、(1)超高強度レーザーとしてパルス幅30fs/エネルギー18J/シングルショットで動作するOPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザーシステム、(2)小型・高強度レーザーとしてパルス幅500fs/エネルギー100mJ/繰り返し10Hzで動作するOPCPA/Yb:YAGハイブリッドレーザーシステムについての構成、詳細な動作特性、及び今後の展開について紹介する。
染谷 洋二; 飛田 健次; 近藤 正聡*; 柳原 敏*; 宇藤 裕康; 坂本 宜照; 朝倉 伸幸; 星野 一生; 中村 誠; 徳永 晋介
no journal, ,
炉内機器の交換のたびに大量の放射性廃棄物が発生する核融合原型炉では、運転開始後の比較的早期から放射性廃棄物の管理が必要となる。この影響は建屋設計や安全性にとどまらず、廃棄物の低減化まで考慮すれば、炉構造、炉内機器、遠隔保守の概念検討にも波及する課題である。本研究では、(1)廃棄物の誘導放射能、トリチウム及び残留熱の管理手法、(2)そのために求められる保守概念とホットセル及び廃棄物管理施設の機能と規模、(3)放射性廃棄物の物量評価とその減量化のためのリサイクル処理の作業フローについて検討した。廃棄物量の大半を占めるブランケットを固定するバックプレートの再利用は減容化のために有効であることが明らかになった。しかし、線量率の観点から全て遠隔機器での製作・検査が求められ、炉内に搬入する機器の品質・信頼性の低下、延いては事象・事故リスクの増加に繋がることが課題である。また、ホットセルの設計においては、遮蔽壁で区切られた多数の区画で構成して廃棄物を処理・一時保管し、残留熱除去、トリチウムや放射性ダスト回収、汚染拡大リスクの抑制、遠隔保守機器のアクセスのための空間線量率低減を考慮した。その結果、ホットセルと廃棄物一時保管の総床面積は、ITERのホットセルの約6倍程度と試算した。
伊藤 高啓*; 山下 雅稔*; 西川 理人*; 辻 義之*; 若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 中庭 浩一
no journal, ,
国際核融合材料照射施設(IFMIF)では液体Liによって冷却される重陽子ビーム入射ターゲットが用いられる。ターゲット部は湾曲した構造で、液体Liが自由表面を伴って流れるが、自由表面がしばしば不安定となって波立ちが起こるため、不安定の発生要因の解明および制御が必要となる。本研究では実機とほぼ同程度の断面平均流速をもつ水噴流実験装置を用いてターゲット部の湾曲による界面安定性への影響を明らかにすることを目的とし、湾曲した流路上に噴出する矩形噴流により形成される流動液膜の表面安定性を明確化するため、2次元同時測定が可能な勾配色情報変換を用いて界面形状の測定を行ったものである。その結果、自由表面に形成される波の分布はランダムでなく、流れの方向にある波高分布に従う特性を持つことが分かった。
鈴木 将之; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; Bolton, P.; 杉山 僚; 近藤 公伯; 河西 俊一*; 佐藤 方俊*; 玉置 善紀*; et al.
no journal, ,
高ピーク強度,高コントラスト及び高繰り返しレーザーは量子制御用THz及びレーザー駆動粒子線発生用励起源としてその開発が期待されている。これを実現するために高コントラスト化が見込めるOPCPA増幅器をフロントエンドに用い、高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAG薄膜ディスクを主増幅器に用いたハイブリッドレーザーシステムの開発進めている。発振器からのレーザーオフナー型パルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長される。パルス伸張されたレーザーパルスはポッケルセルにて10Hzに切り出され、Nd:YAGレーザーの第二高調波を励起光とした3個のBBOで構成されるOPCPAを用いて、エネルギー3.5mJまで増幅される。その後OPCPAで増幅されたレーザーパルスは、さらに波長940nmのLDを励起源としたYb:YAG薄膜ディスクを20パスマルチ増幅器にて増幅される。LDの励起エネルギー1.2Jのときに出力130mJまで得ている。この増幅されたレーザーパルスはパルス圧縮器でパルス幅500fs程度まで圧縮され、クロスコリレーターを用いて時間的コントラスト計測を行った。その結果、増幅光の150ps直前において約8桁のコントラストを得ることに成功した。
鈴木 将之; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; 中井 善基*; 大道 博行; Bolton, P.; 杉山 僚; 近藤 公伯; 河西 俊一; et al.
no journal, ,
本研究成果はOPCPAとYb:YAG増幅器のハイブリッドレーザーシステムを世界に先駆けて開発し、そのコントラスト計測を初めて行ったものである。レーザー駆動粒子線における粒子のエネルギーはレーザーの集光強度に依存しており、また治療を10分程度で終了させるためには、100Hz程度で繰り返す必要がある。われわれはこの要求を満たす可能性を秘めた高エネルギー,高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAGレーザー開発を行った。レーザーシステムは、発振器,オフナー型パルス伸張器,光パラメトリック増幅器(OPCPA),LD励起Yb:YAG増幅器及びパルス圧縮器で構成されている。高コントラスト化のために第1段目の増幅器にOPCPAを設置し、出力5mJを得た。その後LD励起Yb:YAGマルチパス増幅器でエネルギー120mJまで増幅し、パルス圧縮器でパルス幅300fsまで圧縮した。同時に3次のクロスコリレーターを用いてコントラスト計測を行い、増幅パルスの150ps直前で8桁のコントラストを確認した。
鈴木 将之; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; 佐藤 方俊*; 吉井 健裕*; 玉置 善紀*; 松岡 伸一*; 菅 博文*; Bolton, P.; et al.
no journal, ,
将来の小型がん治療器開発におけるレーザー駆動粒子線の励起レーザーは、高ピーク強度、高コントラスト及び高繰り返し動作が望まれている。これを実現するために高コントラスト化が見込めるOPCPA増幅器をフロントエンドに用い、高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAG薄膜ディスクを主増幅器に用いたハイブリッドレーザーシステムの開発進めている。発振器からのレーザーは、オフナー型パルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長され、その後ポッケルセルにて10Hzに切り出され、Nd:YAGレーザーの第二高調波を励起光としたOPCPAを用いて、エネルギー3.5mJ(繰り返し10Hz)まで増幅される。さらに波長940nmのLDを励起源としたYb:YAG薄膜ディスクで構成される20パスマルチ増幅器にて増幅される。励起エネルギー1.2Jのときに出力130mJまで得た。この増幅されたレーザーパルスをパルス圧縮器でパルス幅500fs程度まで圧縮を行い、クロスコリレーターを用いて時間的コントラスト計測を行った。その結果、増幅光の150ps直前において約8桁のコントラストを得ることに成功した。従来技術を用いた場合、コントラストは6桁程度と報告されており、その結果と比較すると今回の結果は2桁の向上に成功した。
桐山 博光; 森 道昭; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学*; 笹尾 一*; 近藤 修司; 金沢 修平; 越智 義浩; 田中 桃子; et al.
no journal, ,
原子力機構で開発している高強度レーザーについて、招待講演として報告する。まず、フェムト秒超高強度OPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザーシステムについて報告する。本レーザーシステムにおける構成、及びペタワット(PW)級へのエネルギー増幅特性について紹介する。高い時間・空間エネルギー集中性を得るための光パラメトリックチャープパルス増幅技術や低温冷却技術,空間回折光学素子技術などの新規技術開発についても詳細に発表する。併せて、高強度レーザーの小型化,高繰り返し化を目指し、開発を進めているYb:YAGレーザーシステムについても同様に詳しい動作特性を報告する。
染谷 洋二; 飛田 健次; 近藤 正聡*; 上野 健一; 柳原 敏*; 松田 慎三郎*; 波多野 雄治*; 増崎 貴*; 加藤 敬*; 宇藤 裕康; et al.
no journal, ,
炉内からホットセルへ搬出する炉内機器(ブランケットモジュールとダイバータカセット)は、運転中に放射化しており、高い線量率と崩壊熱を有していると共に吸蔵されたトリチウム(T)と表面に吸着したタングステン(W)ダストが内在している。そのため、炉内機器の保管、解体および処分の際には、遠隔保守装置の遮蔽、機器の温度管理、及びダスト等の拡散に留意する必要がある。これより、ホットセル内での保守作業エリアは、工程毎に隔離すると共に自然対流冷却で維持することとした。核熱計算の結果、作業エリア環境を自然対流冷却で維持するためには、半年間は能動的冷却で維持し、遠隔保守装置において細かな保守作業を行うためには少なくとも1年程度は冷却期間が必要であると分かった。したがって、Wダストと吸蔵Tの拡散を防ぐために運転時に使用していた既設配管に3MPa程度の冷却水の系統をメカニカルジョイントで接続し、炉内機器を100C以下に保った状態で半年間維持し、その後に十分に遮蔽した遠隔保守装置によって、ブランケットモジュールとダイバータを分類し、コンテナー内で一時保管する。この状態で、線量率に主に寄与するコバルト60とその他核種の放射能濃度が低下した段階で、区分を確定・分類後に廃棄体にする事とした。講演では、廃棄物管理シナリオを時系列にそって示すと共にホットセルの概念を報告する。
朴 昶虎; 近藤 正聡*; 野澤 貴史; 谷川 博康
no journal, ,
核融合炉液体ブランケットの実現には、液体燃料増殖材候補材料として検討されているリチウム鉛合金の合成手法として純度制御及び大量合成が不可欠である。現段階までの粒状純金属を用いたリチウム鉛合金の合成手法を基盤として、開発したリチウム鉛粒撹拌混合装置を用いて1L程度の大量合成試験を実施し、この合成手法におけるリチウム鉛の目的組成及び挙動を考察した。特に合成時の注意点などについても報告する。
瓦井 篤志*; 大林 寛生; 斎藤 滋; 佐々 敏信; 近藤 正聡*
no journal, ,
FeCrAl合金は表面に自己修復性のアルミナ被膜を形成し液体金属と優れた共存性を示すことから、核融合炉液体ブランケットの構造材料として有望視されている。本研究の目的は液体金属中における酸化被膜の形成・修復挙動を明らかにすることである。腐食試験は原子力機構の加速器駆動システム研究用の高温鉛ビスマス流動腐食試験ループ(OLLOCHI)により実施した。試験条件は、鉛ビスマス温度は450/350C、酸素濃度10
wt%であった。試験片は予備酸化有及び無しのAPMT鋼の短冊状試験片を用いた。予備酸化処理により試験片の表面には約400nmのアルミナ皮膜が形成され、2,000時間の腐食試験後も腐食は見られなかった。一方、予備酸化無しの試験片では腐食試験後に表面に約37nmのアルミナ被膜が形成され、腐食は見られなかった。さらに酸化被膜の自己修復挙動を評価するため、表面に研削加工によって幅2mmの損傷を人工的に与え、2,000時間の腐食試験を行った。その結果、試験片の損傷部に厚さ30nm程度の酸化被膜が再形成されることが分かった。これは損傷させていない領域とほぼ同じ厚さであり、腐食は観察されなかった。APMT鋼は予備酸化の有無によらず液体鉛ビスマス中において、高い耐食性を有する被膜を自己形成・修復し優れた共存性を示すことがわかった。
