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論文

Activation measurement for thermal-neutron capture cross-section of Cesium-135

中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

KURNS Progress Report 2018, P. 106, 2019/08

核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減化、資源化を目指した革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)において、長寿命核分裂生成核種$$^{135}$$Csの中性子捕獲断面積測定研究を京都大学複合原子力科学研究所にて行った。本論文は、京大原子炉(KUR)を用いた$$^{135}$$Csの熱中性子捕獲断面積の測定について報告するものである。

論文

Modelling the effect of mechanical remediation on dose rates above radiocesium contaminated land

Malins, A.; 操上 広志; 北村 哲浩; 町田 昌彦

Remediation Measures for Radioactively Contaminated Areas, p.259 - 272, 2019/00

Mechanical strategies for remediating radiocesium contaminated soils, e.g. at farms, schoolyards, gardens or parks, lower air dose rates in one of two characteristic ways. The first is to physically remove radiocesium from the environment, for example by stripping topsoil and sending it for disposal. The second is to redistribute the radiocesium deeper within the ground, e.g. by mixing the topsoil or switching the positions of different soil layers, in order that soil attenuates radiocesium gamma rays before they reach the surface. The amount that air dose rates reduce because of remediation can be calculated using radiation transport methods. This chapter summarizes modelling results for the effect of topsoil removal (with and without recovering with a clean soil layer), topsoil mixing, and soil layer interchange on dose rates. Using measurements of the depth profile of $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs activity in soil at un-remediated sites across North East Japan, the potential effectiveness of remediation work was estimated considering remediation to different soil depths and different time lags after the accident. The results show that remediation performance would have been essentially constant irrespective of the time at which it was undertaken in the initial five year period following the fallout.

論文

Analysis of $$^{135}$$Cs/$$^{137}$$Cs isotopic ratio for samples used for neutron capture cross section measurement project by thermal ionization mass spectrometry

芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修

JAEA-Conf 2018-001, p.205 - 210, 2018/12

ImPACT事業の中性子捕獲断面積研究において、$$^{135}$$Cs中性子捕獲断面積測定に使用する試料として$$^{137}$$Cs標準溶液中に含まれる$$^{135}$$Csの利用を考えた。$$^{135}$$Cs試料を定量するためには、$$^{135}$$Csと$$^{137}$$Csの同位体比を高精度で分析する必要がある。そこで、熱イオン化質量分析器(TIMS)を用いて、最初のサンプルとして$$^{137}$$Cs標準溶液の質量分析試験を行なった。分析試験の結果、わずか10Bq(pgオーダー)の$$^{137}$$Cs標準溶液でも$$^{135}$$Csと$$^{137}$$Csの同位体比を0.5%の高精度で導出することができた。

論文

Model intercomparison of atmospheric $$^{137}$$Cs from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident; Simulations based on identical input data

佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; Qu$'e$lo, D.*; et al.

Journal of Geophysical Research; Atmospheres, 123(20), p.11748 - 11765, 2018/10

福島第一原子力発電所事故により放出された$$^{137}$$Csの大気中の挙動を理解するため、大気拡散モデル相互比較が実施され、12モデルが参加した。モデルで考慮される過程に起因するモデル間の差異に焦点を当てた解析を行うため、全モデルで同じ気象場、水平分解能、及び放出源情報が使用された。モデルアンサンブルによる観測された大気中$$^{137}$$Cs濃度上昇イベントの捕捉率は40%であり、FMSは80を超えた。解析の結果、大気中$$^{137}$$Cs濃度上昇イベントの再現には気象場が最も重要な要素であり、気象場の再現性が高い場合のモデル間の差異は、沈着及び拡散過程に起因していることが分かった。また、沈着フラックスが小さいモデル及び拡散が強いモデルは高い性能を示したが、拡散が強いモデルは大気中$$^{137}$$Cs濃度を過大評価する傾向を示した。

論文

Secondary radiocesium contamination of agricultural products by resuspended matter

二瓶 直登*; 吉村 和也; 奥村 大河*; 田野井 慶太朗*; 飯島 和毅; 小暮 敏博*; 中西 友子*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 318(1), p.341 - 346, 2018/10

 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

Komatsuna (${it Brassica rapa L.}$) was cultivated in pots using non-contaminated soil and water, and the pots were arranged 30, 60, and 120 cm above the ground surface. The experiment site was located 4.5 km from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant and had an ambient dose rate of approximately 1.4 $$mu$$Sv/h. The radiocesium concentration in the above ground parts without washing ranged from 22 to 333 Bq/kg (dry weight). The radiocesium concentration in the washed plants was predominantly lower than in the un-washed plants. Komatsuna cultivated lower to the ground tended to have a higher radiocesium concentration. Therefore, it can be posited that radiocesium detected in Komatsuna leaves was derived from ground surface.

論文

Examination of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs releases during late phase of Fukushima Daiichi NPP accident by using $$^{131}$$I/$$^{137}$$Cs ratio of source terms evaluated reversely by WSPEEDI code with environmental monitoring data

日高 昭秀; 横山 裕也

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(8), p.819 - 829, 2017/08

AA2016-0500.pdf:0.44MB

 被引用回数:5 パーセンタイル:12.06(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所事故の評価では、炉内事象と環境モニタリング測定との結びつきの議論が重要であるが、事故から6年近く経過した現在でも、両者の事象を統合的に扱った研究は必ずしも進んでいない。WSPEEDIコードと環境モニタリングデータから逆算で詳細化された$$^{131}$$I/$$^{137}$$Cs比に基づき、福島事故後期における原子炉建家等の地下汚染水からの気液分配に基づく$$^{131}$$I放出量を再評価するとともに、これまで検討が行われなかった$$^{137}$$Cs放出挙動に関して化学形や放出機構等について検討した。原子炉建屋等の地下汚染水からの$$^{131}$$I放出量に関する再評価では、全ソースタームに対する地下汚染水からの$$^{131}$$I放出の寄与分は約10%となった。また、3/21$$sim$$3/23及び3/30$$sim$$3/31の$$^{131}$$I放出量に対する$$^{137}$$Cs放出量の超過は、炉心冷却水がわずかに不足したことに伴う炉心温度の再上昇により、制御材を起源として生成するCsBO$$_{2}$$の放出でほぼ説明できる見通しを得た。

論文

Corrigendum; Examination of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs releases during late phase of Fukushima Daiichi NPP accident by using $$^{131}$$I/$$^{137}$$Cs ratio of source terms evaluated reversely by WSPEEDI code with environmental monitoring data, J. Nucl. Sci. Technol. 2017, Corrected vertical axis of Figure 6

日高 昭秀; 横山 裕也

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(8), P. i, 2017/08

AA2017-0194.pdf:0.44MB

 被引用回数:1 パーセンタイル:14(Nuclear Science & Technology)

以前に発表した論文(Examination of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs releases during late phase of Fukushima Daiichi NPP accident by using $$^{131}$$I/$$^{137}$$Cs ratio of source terms evaluated reversely by WSPEEDI code with environmental monitoring data [Journal of Nuclear Science and Technology, vol.54(8), pp.819-829 (2017)])における図6の縦軸の訂正である。

論文

High-precision mass analysis of RI sample for cross-section measurements

中村 詔司; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修

KURRI Progress Report 2016, P. 66, 2017/07

ImPACTプロジェクトの分担研究において、放射化法による$$^{135}$$Cs中性子捕獲断面積測定に使用する試料として$$^{137}$$Cs標準溶液中に含まれる$$^{135}$$Csの利用を考えて、$$^{137}$$Cs溶液の高精度の質量分析を行なった。わずか10Bq(pgオーダー)の$$^{137}$$Cs溶液を分析し、不純物として含まれている$$^{135}$$Csを確認するとともに、$$^{135}$$Csと$$^{137}$$Csの同位体比を0.5%の精度で導出することができた。

論文

宅地における$$^{137}$$Cs分布特性

吉村 和也; 藤原 健壮; 斎藤 公明

KEK Proceedings 2016-8, p.67 - 71, 2016/10

平坦な浸透面の初期$$^{137}$$Cs沈着量に対する、宅地の各被覆要素における相対沈着量を求め、宅地における$$^{137}$$Cs分布状況を示すパラメータを得た。2015年1月時点の相対沈着量は平坦な浸透面で最も高く(0.92)、次いで地表舗装面(0.28)が高い値を示した。家屋外面を構成する屋根、壁、窓などの相対沈着量は0.1未満であり、事故後4年近く経過した建築物の汚染レベルは現時点で限定的であることが確認された。地上舗装面、及び屋根の相対沈着量は、チェルノブイリ原子力発電所事故後のヨーロッパのケースと異なる値を示した。そのため今後は、相対沈着量の変動要因を定量的に評価し、経時変化を把握することで地域固有のパラメータ化を行うことが正確な被ばく線量の予測評価に重要と考えられる。

論文

Migration behavior of particulate radioactive cesium species generated at ground surface

田中 忠夫

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 5 Pages, 2015/05

原力発電所のサイト解放の際に行われる敷地残存放射能の検認にあたっては、1F事故フォールアウトの影響も含め、$$^{137}$$Csは重要なキー核種である。地表面に沈着した$$^{137}$$Csは土壌に含まれる粘土粒子等と結合して、雨水浸透とともに土壌深部へ移行する現象が指摘されている。本研究では、地表面における粒子状$$^{137}$$Cs種の生成挙動と移動挙動について実験的に検討した。$$^{137}$$Csで表面を標識した砂質土壌カラムへ7日間の乾燥を挟んで脱イオン水を流下させる溶脱操作を繰り返した結果、1回の脱イオン水の流下で地表から深部へ移動する粒子状$$^{137}$$Cs種の量は流下回数とともに徐々に減少した。一方、土壌微細粒子を取り除いた砂に$$^{137}$$Csを収着させた後、7日間の乾燥と脱イオン水による溶脱を繰り返すバッチ実験からは、$$^{137}$$Csを取り込んだ極微量の土壌微細粒子が風化によって一定量発生することを確認した。以上より、表層付近における粒子状$$^{137}$$Cs種の蓄積量は、非常にゆっくりと増加するものと推察された。

論文

Development of a long-range atmospheric transport model for nuclear emergency and its application to the Chernobyl nuclear accident

寺田 宏明; 茅野 政道

Proceedings of 2nd International Conference on Radioactivity in the Environment, p.15 - 18, 2005/10

原子力緊急時において放射性物質の大気拡散のリアルタイム予測を行う計算モデルは非常に有用である。発表者らはこれまで緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIとその世界版WSPEEDIを開発してきた。従来のWSPEEDIは質量保存風速場モデルWSYNOPと粒子拡散モデルGEARNから構成されていた。WSYNOPは診断型モデルであり気象場を予測することは不可能であるため、予測精度及び解像度が入力気象データに依存し、また鉛直拡散及び降雨沈着過程の詳細な考慮が不可能であった。これを改良するために大気力学モデルMM5を導入した。この改良版WSPEEDIを1986年に発生したチェルノブイリ原子力事故に適用し、数値モデルの予測性能の検証を行った。CASE-1:ヨーロッパ全域を含む広域計算と、CASE-2:広域とチェルノブイリ周辺域での2領域ネスティング計算の2ケースの計算を行った。CASE-1の計算結果より$$^{137}$$Csの大気中濃度と地表沈着量を水平分布図及び統計解析で測定データと比較した結果、ヨーロッパスケールでの輸送の挙動をよく予測できていた。CASE-2の計算では、領域ネスティング計算によりCASE-1の広域計算では計算不可能であった詳細な沈着量分布を予測することができた。

論文

Model testing using data on $$^{137}$$Cs from Chernobyl fallout in the Iput River catchment area of Russia

Thiessen, K. M.*; Sazykina, T. G.*; Apostoaei, A. I.*; Balonov, M. I.*; Crawford, J.*; Domel, R.*; Fesenko, S.*; Filistovic, V.*; Galeriu, D.*; 本間 俊充; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 84(2), p.225 - 244, 2005/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:84.82(Environmental Sciences)

チェルノブイリ事故以後に収集されたデータは、陸域や水系の汚染に関する計算モデルの信頼性を検証するユニークな機会を提供した。IAEAの主催するBIOMASS計画の線量再構築ワーキンググループでは、イプト河シナリオが採用され、多数の被ばく経路が関係する評価モデルの検証に用いられた。チェルノブイリの北東約200kmに位置するイプト河流域の農耕地帯は、ロシアで最も汚染した地域の一つで、単位平方kmあたり平均800kBq、局所的には1500kBqの$$^{137}$$Csに汚染され、この地域で実行されたさまざまな防護対策をモデル化する必要があった。淡水魚,きのこ類などの摂取を含むさまざまな経路に対して、事故後10年にわたるデータがモデル検証に利用できた。参加機関の最終結果に多くは、ファクター2から3で測定値との一致を見た。計算を実行するうえで困難な点は、局所汚染を考慮したデータの平均化,$$^{137}$$Csの土壌深部への移行と可給態の同定,防護対策のモデル化であった。モデル予測の正確さは、少なくとも入力情報を解釈する解析者の経験や判断,パラメータ値の選択,不確かさの取り扱いに依存する。

論文

Model testing using data on $$^{137}$$Cs from Chernobyl fallout in the Iput River catchment area of Russia

Thiessen, K. M.*; Sazykina, T. G.*; Apostoaei, A. I.*; Balonov, M.*; Crawford, J.*; Domel, R.*; Fesenko, S.*; Filistovic, V.*; Galeriu, D.*; 本間 俊充; et al.

Proceedings from the International Conference on Radioactivity in the Environment, p.317 - 320, 2002/09

チェルノブイリ事故以後に収集されたデータは、陸域や水系の汚染に関する計算モデルの信頼性を検証するユニークな機会を提供した。IAEAの主催するBIOMASS計画の線量再構築ワーキンググループでは、イプト河シナリオが採用され、多数の被ばく経路が関係する評価モデルの検証に用いられた。チェルノブイリの北東約200kmに位置するイプト河流域の農耕地帯は、ロシアで最も汚染した地域の一つで、単位平方km当り平均800kBq,局所的には1500kBqのCs-137に汚染され、この地域で実行されたさまざまな防護対策をモデル化する必要があった。淡水魚,きのこ類などの摂取を含むさまざまな経路に対して、事故後10年にわたるデータがモデル検証に利用できた。参加機関の最終結果に多くは、ファクター2から3で測定値との一致を見た。計算を実行するうえで困難な点は、局所汚染を考慮したデータの平均化,Cs-137の土壌深部への移行と可給態の同定,防護対策のモデル化であった。モデル予測の正確さは、少なくとも入力情報を解釈する解析者の経験や判断,パラメータ値の選択,不確かさの取り扱いに依存する。

論文

Evaluation of the effect of horizontal diffusion on the long-range atmospheric transport simulation with Chernobyl data

石川 裕彦

Journal of Applied Meteorology, 34(7), p.1653 - 1665, 1995/07

粒子型長距離大気拡散モデルにおける水平拡散の影響について調べた。チェルノブイルから放出された放射能の広域拡散を、種々の拡散係数の値を用いて計算し、ヨーロッパ各地における測定データと統計的に比較した。水平拡散係数の値が、3.3$$times$$10$$^{4}$$~1.0$$times$$10$$^{5}$$m$$^{2}$$s$$^{-1}$$の時、計算結果と測定値との相関は最も良い事がわかった。水平拡散幅($$sigma$$y)に関する経験的な式に基づいた拡散計算についても同様な評価を行った。移流・拡散だけでは説明できない測定値について、地表に沈着した放射能の再浮遊の効果が考慮された。平均的に10$$^{-7}$$m$$^{-1}$$の再浮遊係数を用いると計算値と測定値のfitが、最良となることがわかった。

論文

Development of worldwide version of system for Prediction of Environmental Emergency Dose Information: WSPEEDI,III;Revised numerical models, integrated software environment and verificaton

石川 裕彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(9), p.969 - 978, 1994/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:40.78(Nuclear Science & Technology)

緊急時環境線量情報予測システム世界版(WSPEEDI)の計算モデルの改良を行った。改良版は、地形準拠高度座標に準拠して構成されている。これらのモデルは、計算制御ソフトウェア、世界地形データベース、気象データ前処理機能、図形出力ソフトウェア等と統合され、計算コード体系として完成された。さらに、IAEA,WMO,CECの共催で実施されたATMES(大気拡散モデル評価研究)において供給された、信頼度の高い放出源情報、気象場、包括的なモニタリングデータを用いた適用計算を実施して、コードシステムの性能検証を行った。

論文

Measurement of thermal neutron cross section and resonance integral of the reaction $$^{137}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{138}$$Cs

関根 俊明; 初川 雄一; 小林 勝利; 原田 秀郎*; 渡辺 尚*; 加藤 敏郎*

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(11), p.1099 - 1106, 1993/11

 被引用回数:24 パーセンタイル:10.37(Nuclear Science & Technology)

放射性廃棄物核種の消滅処理研究に必要な基礎的データとして、$$^{137}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{138}$$Cs反応の熱中性子断面積と共鳴積分をCd比法を元にして測定した。約0.4MBqの$$^{137}$$Csを可動のCd遮蔽体を備えた気送管を用いることにより、スペクトルの大きく異なる中性子照射を行った。中性子束とその中の熱外中性子の割合をモニターするためにスペクトル依存性の異なる複数の放射化検出器を同時に照射した。照射後、$$^{137}$$Cs試料を化学的に精製してから高純度Ge検出器で$$gamma$$線スペクトルを測定し$$^{138}$$Csの収率を求めた。中性子スペクトルの差による$$^{138}$$Cs収率の変化と中性子束に関する測定結果から$$^{137}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{138}$$Cs反応の熱中性子断面積(2200m・s$$^{-1}$$中性子)0.25$$pm$$0.02bと共鳴積分0.36$$pm$$0.07bを得た。この結果は我々が以前に報告した原子炉中性子に対する実効断面積値と矛盾しない。本研究の結果、評価値は共鳴積分を過大に見積もっていることが明らかになった。

論文

Measurement of the thermal neutron cross section and resonance integral of the reaction $$^{137}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{138}$$Cs

関根 俊明; 初川 雄一; 小林 勝利; 原田 秀郎*; 渡辺 尚*; 加藤 敏郎*

Proc. of the Nuclear Data for Science and Technology, p.57 - 58, 1992/00

放射性廃棄物核種の消滅処理研究に必要な基礎的データとして、$$^{137}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{138}$$Cs反応の断面積を測定した。0.4MBqの$$^{137}$$Csターゲツトを4$$times$$10$$^{13}$$n/cm$$^{2}$$/secの熱中性子束で10分間照射し、化学的に精製してから、相対効率90%のGe検出器で$$gamma$$線スペクトルを測定した。$$^{137}$$Csと$$^{138}$$Csの$$gamma$$線強度比から得られた熱中性子断面積はStupegiaの報告値の2倍であった。そこで、更に詳しいデータを得るためにJRR-4気送管に設置されたCd遮蔽筒を用いてCd比測定実験を行った。その結果、熱中性子(2200m/sec中性子)断面積0.25$$pm$$0.02b、共鳴積分0.36$$pm$$0.07bを得た。この結果は、Stupegiaと我々の結果のくい違いは中性子スペクトルの差によるものでないことを示した。以上の結果は$$^{138}$$Cs異性体の生成を無視して得たものであるが、Huizengaらのモデルによって核異性体生成比を計算し、これによる誤差を評価した。

論文

Development of regionally extended/worldwide version of system for prediction of environmental emergency dose information: WSPEEDI, II; Long-range transport model and its application to dispersion of cesium-137 from Chernobyl

石川 裕彦; 茅野 政道

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(7), p.642 - 655, 1991/07

広域評価用SPEEDI(緊急時環境線量情報予測システム)開発の一環として、局地評価用に開発した移流拡散モデルを、総観規模の長距離拡散計算用に改良した。このモデルでは、大気中の放射能濃度、地表面沈着量、大気中放射能及び地表表面沈着からの外部被曝線量、呼吸による内部被曝線量を計算する。このモデルを用いて、チェルノブイル事故時のヨーロッパ地域への$$^{137}$$Csの拡散を計算した。定性的な比較では、デンマークとトルコを除けば計算結果は測定結果と良く一致した。定量的な比較では、比較した濃度値の約50%が一桁以内、40%がファクター5以内の誤差範囲に納まる程度の一致をみた。この一致度は、SPEEDIを局地複雑地形上の拡散に適用した場合と同程度である。

論文

Evaluation of migration of cesium-137 adsorbed on fine soil particles through natural aerated soil layer

小川 弘道; 武部 愼一; 山本 忠利

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(3), p.248 - 254, 1991/03

土壌微粒子に吸着した$$^{137}$$Csの自然状態の通気層中における移動法を評価するため、未撹乱状態で採取した茨城県東海村および青森県六ヶ所村の通気層土壌試料を用いた大規模室内核種移行試験(STEM)の結果から、土壌微細粒子に吸着して土壌中を移動する$$^{137}$$Csの量を逆解析により求めた。同様に土壌微細粒子に吸着した$$^{137}$$Csの土壌一間隙水間における濾過定数も逆解析により求めた。土壌微細粒子の移動とともに移動した$$^{137}$$Cs量は、流入$$^{137}$$Cs量の0.15~6.5%であり、その量は土壌の粒径分布と固結の程度に依存することが分かった。濾過定数は土壌の平均粒径の減少に従って増大した。したがって、粒径が小さく、固結した土壌の場合、土壌微細粒子の移動とともに遠方まで移動する$$^{137}$$Csの量は少ないと考えられた。

報告書

照射済みUO$$_{2}$$ペレットの加熱による炉外EP放出実験

石渡 名澄; 永井 斉

JAERI-M 85-199, 16 Pages, 1985/12

JAERI-M-85-199.pdf:0.68MB

LWRの燃料損傷事故条件下での燃料からのFP放出割合については、NUREG-0772において貝体的な数値データが提出された。上出の数値データを評価するため、相対的に小規模の実験装置を用いる測定方法を開発した。1500$$^{circ}$$C以上の温度範囲において、燃料からのFPのCsの放出割合は相対的に大きいので、高周波誘導加熱炉を含む実験装置を用いて、照射済みUO$$_{2}$$ペレットからの$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Csの放出割合を測定した。照射済みUO$$_{2}$$ペレットはNSRR及びJMTR-RABBITを用いて製作した。加熱実験において、$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Csの放出割合は、NSRR照射のペレットでは0.51(Ar、12.2分加熱、1500~2080$$^{circ}$$C)、RABBIT照射のペレットでは、それぞれに0.63、0.59、0.81及び0.78(Ar、10.7分加熱、1500~1740$$^{circ}$$C;Ar、32.8分加熱、1500~2255$$^{circ}$$C;Ar+蒸気、22.0分加熱、1500~2230$$^{circ}$$C;Ar+蒸気+H$$_{2}$$、14.0分加熱、1500~2030$$^{circ}$$C)であった。

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