JPH04364500A - 放射性ヨウ素イオンの除去方法 - Google Patents
放射性ヨウ素イオンの除去方法Info
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- JPH04364500A JPH04364500A JP16631891A JP16631891A JPH04364500A JP H04364500 A JPH04364500 A JP H04364500A JP 16631891 A JP16631891 A JP 16631891A JP 16631891 A JP16631891 A JP 16631891A JP H04364500 A JPH04364500 A JP H04364500A
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
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- G21F9/06—Processing
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- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G29/00—Compounds of bismuth
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放射性ヨウ素イオンの除
去方法に関し、例えば原子力発電プラントにおいて生ず
る放射性廃液中のヨウ素イオンを除去するための方法に
関する。
去方法に関し、例えば原子力発電プラントにおいて生ず
る放射性廃液中のヨウ素イオンを除去するための方法に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】原子炉
発電プラントにおいて、原子炉中での核分裂により生ず
る放射性ヨウ素ガスは、燃料の検査、交換の場合、更に
は燃料取り扱い時の事故や原子炉暴走事故によって、突
発的に放出される危険性があり、また燃料再処理プラン
トの運転時にも連続的に放出される可能性がある。こう
した種々の事態に対し、放射性ヨウ素ガスの処理法とし
て、洗浄処理方式、固体吸着剤充填による物理・化学的
処理方式、イオン交換剤による処理方式などが検討され
ている。
発電プラントにおいて、原子炉中での核分裂により生ず
る放射性ヨウ素ガスは、燃料の検査、交換の場合、更に
は燃料取り扱い時の事故や原子炉暴走事故によって、突
発的に放出される危険性があり、また燃料再処理プラン
トの運転時にも連続的に放出される可能性がある。こう
した種々の事態に対し、放射性ヨウ素ガスの処理法とし
て、洗浄処理方式、固体吸着剤充填による物理・化学的
処理方式、イオン交換剤による処理方式などが検討され
ている。
【0003】しかしながら、液体吸着剤による洗浄処理
方式では、これを液体のまま長期間貯蔵(半減期は17
00万年)するのでは、量的にも、また安全上も問題が
多い。また固体吸着剤充填による物理・化学的処理方式
によって捕捉されたヨウ素は、他のガスとの交換の可能
性に常にさらされており、また温度が上昇すると容易に
吸着物を放出するという難点がある。更に、イオン交換
剤による処理方式では、交換樹脂の耐熱安定性が保たれ
るのは100℃程度までであり、これより高温では十分
な性能を発揮しない。またそれ自身が可燃性であること
から、安全管理上難点がある。
方式では、これを液体のまま長期間貯蔵(半減期は17
00万年)するのでは、量的にも、また安全上も問題が
多い。また固体吸着剤充填による物理・化学的処理方式
によって捕捉されたヨウ素は、他のガスとの交換の可能
性に常にさらされており、また温度が上昇すると容易に
吸着物を放出するという難点がある。更に、イオン交換
剤による処理方式では、交換樹脂の耐熱安定性が保たれ
るのは100℃程度までであり、これより高温では十分
な性能を発揮しない。またそれ自身が可燃性であること
から、安全管理上難点がある。
【0004】一方、他の観点から、溶液中のヨウ素イオ
ンを他の元素と反応させて安定な化合物として取り出し
保存しようという試みも検討されている。この方法は、
NaIを水に溶かして作った低濃度ヨウ素イオン溶液(
<5×10−2mol・dm−3)中にα−Bi2O3
とα−Bi5O7Iの混合物を加えて反応させ、溶液中
のヨウ素イオンをα−Bi5O7Iに変えて取り出す方
法である。原料中にα−Bi5O7Iを混ぜるのは結晶
の核形成に必要な時間を省き、反応速度を速めるためで
ある。(なお、酸化ビスマスにはα−相、β−相、γ−
相、δ−相の多形があり、α相が低温安定相、δ相が高
温安定相で、他は準安定相である。またBi5O7Iに
もα、βの多形がある。 以下、「Bi2O3」及び「Bi5O7I」と記述した
場合、特にことわらない限り、いずれもα形の化合物を
表わす)
ンを他の元素と反応させて安定な化合物として取り出し
保存しようという試みも検討されている。この方法は、
NaIを水に溶かして作った低濃度ヨウ素イオン溶液(
<5×10−2mol・dm−3)中にα−Bi2O3
とα−Bi5O7Iの混合物を加えて反応させ、溶液中
のヨウ素イオンをα−Bi5O7Iに変えて取り出す方
法である。原料中にα−Bi5O7Iを混ぜるのは結晶
の核形成に必要な時間を省き、反応速度を速めるためで
ある。(なお、酸化ビスマスにはα−相、β−相、γ−
相、δ−相の多形があり、α相が低温安定相、δ相が高
温安定相で、他は準安定相である。またBi5O7Iに
もα、βの多形がある。 以下、「Bi2O3」及び「Bi5O7I」と記述した
場合、特にことわらない限り、いずれもα形の化合物を
表わす)
【0005】しかしながら、この方法では、NaI溶液
中のヨウ素イオン濃度を5×10−2mol・dm−3
以上にすると、Bi5O7I以外の化合物が生成するた
め、ヨウ素イオン濃度をそれ以下に保たなければならな
い。このため、多量のヨウ素イオンを処理するためには
大量の溶液を処理しなければならない欠点がある。また
、低濃度のために、HCO3−やSO4−2やCl−な
どの陰イオンが溶液中に共存するとBi5O7Iの成長
が妨害され、その上、Bi5O7Iの核形成にも多大の
時間がかかるので、原料に予めBi5O7Iを加えて反
応を行わせるという余分な工程を必要とする。更に、こ
の方法では、繰返し使用しても原料として使われたBi
2O3のうち最小でも30%が未反応として残り、これ
を分離して再使用することは不可能なので、原料のロス
が大きく、また保存すべき固体の量も増えるという欠点
がある。
中のヨウ素イオン濃度を5×10−2mol・dm−3
以上にすると、Bi5O7I以外の化合物が生成するた
め、ヨウ素イオン濃度をそれ以下に保たなければならな
い。このため、多量のヨウ素イオンを処理するためには
大量の溶液を処理しなければならない欠点がある。また
、低濃度のために、HCO3−やSO4−2やCl−な
どの陰イオンが溶液中に共存するとBi5O7Iの成長
が妨害され、その上、Bi5O7Iの核形成にも多大の
時間がかかるので、原料に予めBi5O7Iを加えて反
応を行わせるという余分な工程を必要とする。更に、こ
の方法では、繰返し使用しても原料として使われたBi
2O3のうち最小でも30%が未反応として残り、これ
を分離して再使用することは不可能なので、原料のロス
が大きく、また保存すべき固体の量も増えるという欠点
がある。
【0006】本発明は、上記従来法の欠点を解消し、放
射性ヨウ素イオンを安定な固体として高効率で且つ容易
に除去し保存し得る方法を提供することを目的とするも
のである。
射性ヨウ素イオンを安定な固体として高効率で且つ容易
に除去し保存し得る方法を提供することを目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
、本発明者は、NaI溶液中に含まれる放射性ヨウ素イ
オンを安定な固体として取り出す方法について鋭意研究
を重ねた結果、ここに本発明を完成したものである。
、本発明者は、NaI溶液中に含まれる放射性ヨウ素イ
オンを安定な固体として取り出す方法について鋭意研究
を重ねた結果、ここに本発明を完成したものである。
【0008】すなわち、本発明は、NaI溶液中に含ま
れる放射性ヨウ素イオンと酸化ビスマス(α−Bi2O
3)とを直接反応させて、放射性ヨウ素イオンをα−B
i5O7Iとして固定化して除去することを特徴とする
放射性ヨウ素イオンの除去方法を要旨とするものである
。
れる放射性ヨウ素イオンと酸化ビスマス(α−Bi2O
3)とを直接反応させて、放射性ヨウ素イオンをα−B
i5O7Iとして固定化して除去することを特徴とする
放射性ヨウ素イオンの除去方法を要旨とするものである
。
【0009】以下に本発明を更に詳述する。
【0010】ビスマスと酸素とヨウ素の化合物としては
、α−Bi5O7I、β−Bi5O7I、Bi7O9I
3、Bi4O5I2、BiOIの五種類の化合物が報告
されている。 これらはそれぞれ異なった結晶構造を有し、常温で固体
である。これら化合物の中で、α−Bi5O7Iは水と
熱に対して最も安定であり、例えば、非酸性溶液中(2
5℃)で分解して出てくるヨウ素イオンの濃度は約10
−17mol・dm−ぐらいであり、極めて微量である
。また、空気中での加熱に対しては約550℃くらいま
で安定であり、これらの安定度は、他の方法の場合と比
べて、比較にならないほど高い。
、α−Bi5O7I、β−Bi5O7I、Bi7O9I
3、Bi4O5I2、BiOIの五種類の化合物が報告
されている。 これらはそれぞれ異なった結晶構造を有し、常温で固体
である。これら化合物の中で、α−Bi5O7Iは水と
熱に対して最も安定であり、例えば、非酸性溶液中(2
5℃)で分解して出てくるヨウ素イオンの濃度は約10
−17mol・dm−ぐらいであり、極めて微量である
。また、空気中での加熱に対しては約550℃くらいま
で安定であり、これらの安定度は、他の方法の場合と比
べて、比較にならないほど高い。
【0011】本発明においては、NaI溶液、特に高濃
度のヨウ素イオンを含むNaI溶液を用いて溶液中のヨ
ウ素イオンを酸化ビスマスと反応させ、上述の安定なα
−Bi5O7Iに変化させ、これを溶液と分離して保存
するものである。
度のヨウ素イオンを含むNaI溶液を用いて溶液中のヨ
ウ素イオンを酸化ビスマスと反応させ、上述の安定なα
−Bi5O7Iに変化させ、これを溶液と分離して保存
するものである。
【0012】上記反応は次式によって進行する。
5α−Bi2O3+2I−+H2O→2α−B
i5O7I+2OH− … (1)
i5O7I+2OH− … (1)
【0013
】NaI溶液としては、高濃度(≧5×10−2mol
・dm−3)のヨウ素イオンを含むNaI溶液を用いる
のが好ましい。高濃度であれば、核生成を容易に行うこ
とができるので、原料の酸化ビスマスを100%反応さ
せられ未反応の酸化ビスマスが生じることがなく、また
従来のようにBi5O7Iを添加する必要がなく、また
微量に存在する妨害イオンの影響も無視できる。
】NaI溶液としては、高濃度(≧5×10−2mol
・dm−3)のヨウ素イオンを含むNaI溶液を用いる
のが好ましい。高濃度であれば、核生成を容易に行うこ
とができるので、原料の酸化ビスマスを100%反応さ
せられ未反応の酸化ビスマスが生じることがなく、また
従来のようにBi5O7Iを添加する必要がなく、また
微量に存在する妨害イオンの影響も無視できる。
【0014】なお、NaI溶液が高濃度であっても、こ
の化学反応を行うに当たって、生成物がα−Bi5O7
Iのみであって、他の化合物が生成したり、共生したり
しないようにするためには、反応に関与する酸化ビスマ
スのグラム分子数とヨウ素イオンのグラムイオン数との
比を4:1から1:2の間に調整すると良い。ヨウ素の
割合がこれより多くても、また少なくともα−Bi5O
7I以外の化合物が成長するようになる。
の化学反応を行うに当たって、生成物がα−Bi5O7
Iのみであって、他の化合物が生成したり、共生したり
しないようにするためには、反応に関与する酸化ビスマ
スのグラム分子数とヨウ素イオンのグラムイオン数との
比を4:1から1:2の間に調整すると良い。ヨウ素の
割合がこれより多くても、また少なくともα−Bi5O
7I以外の化合物が成長するようになる。
【0015】次に本発明の実施例を示す。
【0016】
【実施例1】酸化ビスマス約233mg(5×10−4
グラム分子)と0.2mol・dm−3のヨウ化ナトリ
ウム溶液1000μl(2×10−4グラムイオン)を
蓋付き容器に入れて密閉し、恒温槽中にて25℃及び5
0℃で反応させた。撹拌は行わなかった。一定時間経過
後、固体を溶液と分離し乾燥した後、粉末X線回折法で
同定した。これを反応前の固体(Bi2O3)の粉末X
線回折パターンと比較することによって、反応の進み具
合を調べた。化学式(1)に従って反応が完了すると、
Bi2O3の残存量は零になり、X線回折パターンは消
滅する筈である。その例を図1に示す。
グラム分子)と0.2mol・dm−3のヨウ化ナトリ
ウム溶液1000μl(2×10−4グラムイオン)を
蓋付き容器に入れて密閉し、恒温槽中にて25℃及び5
0℃で反応させた。撹拌は行わなかった。一定時間経過
後、固体を溶液と分離し乾燥した後、粉末X線回折法で
同定した。これを反応前の固体(Bi2O3)の粉末X
線回折パターンと比較することによって、反応の進み具
合を調べた。化学式(1)に従って反応が完了すると、
Bi2O3の残存量は零になり、X線回折パターンは消
滅する筈である。その例を図1に示す。
【表1】
に示した結果から明らかなように、反応速度は温度によ
って多少異なり、50℃では48時間以内に反応は完了
するが、25℃では更に時間がかかるようである。いず
れの場合でも、所定の反応時間後にはBi2O3の残存
量が零か極微量である。
って多少異なり、50℃では48時間以内に反応は完了
するが、25℃では更に時間がかかるようである。いず
れの場合でも、所定の反応時間後にはBi2O3の残存
量が零か極微量である。
【0017】
【実施例2】酸化ビスマス約233mg(5×10−4
グラム分子)と0.8mol・dm−3のヨウ化ナトリ
ウム溶液250μl(2×10−4グラムイオン)を5
0℃で反応させて進行具合を調べた。実験の手順は実施
例1と同じである。
グラム分子)と0.8mol・dm−3のヨウ化ナトリ
ウム溶液250μl(2×10−4グラムイオン)を5
0℃で反応させて進行具合を調べた。実験の手順は実施
例1と同じである。
【表2】
に示した結果から明らかなように、反応は24時間以内
に完了した。
に完了した。
【0018】
【実施例3】酸化ビスマス約233mgと種々の濃度の
ヨウ化ナトリウム溶液1000μlを50℃で96時間
反応させた。その結果を
ヨウ化ナトリウム溶液1000μlを50℃で96時間
反応させた。その結果を
【表3】
に示す。
【0019】
【実施例4】酸化ビスマス約233mgと種々の濃度の
ヨウ化ナトリウム溶液250μlを50℃で48時間反
応させた。その結果を
ヨウ化ナトリウム溶液250μlを50℃で48時間反
応させた。その結果を
【表4】
に示す。
【0020】実施例1、2の結果から明らかなように、
原料固体と反応溶液の容積比を変えると反応速度も変化
する。溶液の容積が増すと反応速度は遅くなっているこ
とがわかる。また、実施例3、4の結果から明らかなよ
うに、Bi5O7Iのみが生成するのに必要な条件はB
i2O3のグラム分子数とI−のグラムイオン数との比
を一定の範囲内に保つことが好ましいことがわかる。
原料固体と反応溶液の容積比を変えると反応速度も変化
する。溶液の容積が増すと反応速度は遅くなっているこ
とがわかる。また、実施例3、4の結果から明らかなよ
うに、Bi5O7Iのみが生成するのに必要な条件はB
i2O3のグラム分子数とI−のグラムイオン数との比
を一定の範囲内に保つことが好ましいことがわかる。
【0021】
【実施例5】ヨウ素イオンの反応率を調べた。酸化ビス
マス約255mg(5.5×10−4グラム分子)と0
.2mol・dm−3のヨウ化ナトリウム溶液1000
μl(2×10−4グラムイオン)を50℃で72時間
反応させ後、溶液中に残存するヨウ素イオンの濃度を分
析した。その結果、残存したヨウ素イオンは反応前の溶
液の約0.2%であり、99.8%のヨウ素イオンが固
体に変化した。
マス約255mg(5.5×10−4グラム分子)と0
.2mol・dm−3のヨウ化ナトリウム溶液1000
μl(2×10−4グラムイオン)を50℃で72時間
反応させ後、溶液中に残存するヨウ素イオンの濃度を分
析した。その結果、残存したヨウ素イオンは反応前の溶
液の約0.2%であり、99.8%のヨウ素イオンが固
体に変化した。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
NaI溶液中に含まれる放射性ヨウ素イオンが酸化ビス
マスと反応してα−Bi5O7I単体に変化させて取り
出し、保存するので、水や熱や種々のガスなどに対する
安定性が著しく改善される。しかも、この化合物は固体
結晶であるので量的にもかさばらず、保存や取扱いが容
易である。
NaI溶液中に含まれる放射性ヨウ素イオンが酸化ビス
マスと反応してα−Bi5O7I単体に変化させて取り
出し、保存するので、水や熱や種々のガスなどに対する
安定性が著しく改善される。しかも、この化合物は固体
結晶であるので量的にもかさばらず、保存や取扱いが容
易である。
【0023】また、NaI溶液中のヨウ素イオン濃度が
低濃度の場合には、これを濃縮することによって液体の
容積を100分の1以下にすることができ、従来技術に
比べて反応容器は極めて小型のものですみ、またその労
力を大幅に短縮できる。また、高濃度溶液中で反応させ
ると核形成が容易に行われるので、従来のように反応前
に原料の酸化ビスマスにBi5O7Iを加える工程を必
要とせず、また微量に存在する妨害イオンの影響も無視
できる。更に、高濃度下では原料の酸化ビスマスを10
0%反応させることもできるので、未反応の酸化ビスマ
スが生じない。
低濃度の場合には、これを濃縮することによって液体の
容積を100分の1以下にすることができ、従来技術に
比べて反応容器は極めて小型のものですみ、またその労
力を大幅に短縮できる。また、高濃度溶液中で反応させ
ると核形成が容易に行われるので、従来のように反応前
に原料の酸化ビスマスにBi5O7Iを加える工程を必
要とせず、また微量に存在する妨害イオンの影響も無視
できる。更に、高濃度下では原料の酸化ビスマスを10
0%反応させることもできるので、未反応の酸化ビスマ
スが生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】原料(Bi2O3)及び生成物(α−Bi5O
7Iのみ)の粉末X線回折パターンを示す図で、Aは原
料(Bi2O3)の場合、Bは生成物の場合である。
7Iのみ)の粉末X線回折パターンを示す図で、Aは原
料(Bi2O3)の場合、Bは生成物の場合である。
Claims (3)
- 【請求項1】 NaI溶液中に含まれる放射性ヨウ素
イオンと酸化ビスマス(α−Bi2O3)とを直接反応
させて、放射性ヨウ素イオンをα−Bi5O7Iとして
固定化して除去することを特徴とする放射性ヨウ素イオ
ンの除去方法。 - 【請求項2】 NaI溶液が5×10−2mol・d
m−3以上の高濃度の放射性ヨウ素イオンを含むもので
ある請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 酸化ビスマスのグラム分子数と放射性
ヨウ素イオンのグラムイオン数との比が4:1から1:
2の間に調整されている請求項1又は2に記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166318A JPH0727071B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 |
| FR9203235A FR2677799B1 (fr) | 1991-06-11 | 1992-03-18 | Procede pour eliminer des ions d'iode radioactif. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166318A JPH0727071B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364500A true JPH04364500A (ja) | 1992-12-16 |
| JPH0727071B2 JPH0727071B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15829132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3166318A Expired - Lifetime JPH0727071B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727071B2 (ja) |
| FR (1) | FR2677799B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105536824A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-05-04 | 陕西师范大学 | 一种纳米介孔微球状Bi5O7I光催化剂及其水热-热分解制备方法 |
| CN105800686A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-27 | 石家庄经济学院 | 一种制备Bi5O7I的方法 |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR101512248B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-04-16 | 한국원자력연구원 | 방사성 요오드 기체를 포집하는 다공성 포집재 및 이의 제조 방법 |
| CN106955721B (zh) * | 2017-03-24 | 2019-10-08 | 中南民族大学 | 一种带状结构的Bi5O7Br纳米光催化材料的制备方法 |
| CN115424757B (zh) * | 2022-08-17 | 2024-06-11 | 西南科技大学 | 一种高碘保留率固化含碘废物的方法 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE2903705A1 (de) * | 1979-01-31 | 1980-09-11 | Gilak Armin | Verfahren zur abtrennung von jod- radionukliden aus waessrigen loesungen |
| US4591455A (en) * | 1982-11-24 | 1986-05-27 | Pedro B. Macedo | Purification of contaminated liquid |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3166318A patent/JPH0727071B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-18 FR FR9203235A patent/FR2677799B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105536824A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-05-04 | 陕西师范大学 | 一种纳米介孔微球状Bi5O7I光催化剂及其水热-热分解制备方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0727071B2 (ja) | 1995-03-29 |
| FR2677799B1 (fr) | 1995-03-03 |
| FR2677799A1 (fr) | 1992-12-18 |
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|---|---|---|---|
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