JPH05100076A - 無計測線式の原子炉内温度履歴記録装置 - Google Patents
無計測線式の原子炉内温度履歴記録装置Info
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- JPH05100076A JPH05100076A JP3289082A JP28908291A JPH05100076A JP H05100076 A JPH05100076 A JP H05100076A JP 3289082 A JP3289082 A JP 3289082A JP 28908291 A JP28908291 A JP 28908291A JP H05100076 A JPH05100076 A JP H05100076A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高価な計測線付き装置を用いずに、原子炉内
の各部の温度を高精度で且つ時系列記録でき、小形化で
きるようにする。 【構成】 照射スエリングの大きい材料からなる記録板
１０と、その記録板に立設した支柱部１２と、照射スエ
リングし難い異種の金属板を貼り合わせてバイメタル構
造にし基端を前記支柱部に固定した測温部１４と、照射
スエリングし難い金属線材からなり基端を測温部先端に
固着し尖った先端が記録板表面に接触する記録針１６と
からなる。記録板の中性子照射によるスエリングを利用
して、測温部の動きを刻み付け、温度の経時的変化を記
録する。
の各部の温度を高精度で且つ時系列記録でき、小形化で
きるようにする。 【構成】 照射スエリングの大きい材料からなる記録板
１０と、その記録板に立設した支柱部１２と、照射スエ
リングし難い異種の金属板を貼り合わせてバイメタル構
造にし基端を前記支柱部に固定した測温部１４と、照射
スエリングし難い金属線材からなり基端を測温部先端に
固着し尖った先端が記録板表面に接触する記録針１６と
からなる。記録板の中性子照射によるスエリングを利用
して、測温部の動きを刻み付け、温度の経時的変化を記
録する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉内の温度履歴
を、計測線を使用することなく記録できる装置に関する
ものである。更に詳しく述べると本発明は、中性子照射
によるスエリングを利用して、測温部のバイメタル構造
部の動きを照射スエリングし易い板に刻み付けることに
より温度の経時的変化を記録する装置に関するものであ
る。
を、計測線を使用することなく記録できる装置に関する
ものである。更に詳しく述べると本発明は、中性子照射
によるスエリングを利用して、測温部のバイメタル構造
部の動きを照射スエリングし易い板に刻み付けることに
より温度の経時的変化を記録する装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】原子炉内の温度履歴は、その健全性評価
あるいは照射試験データとして非常に重要である。従
来、照射試験における照射温度の計測には、計測線（熱
電対）をセンサとする温度記録装置が用いられている。
その場合、計測線は特殊な構造の燃料集合体中に組み込
まれる。
あるいは照射試験データとして非常に重要である。従
来、照射試験における照射温度の計測には、計測線（熱
電対）をセンサとする温度記録装置が用いられている。
その場合、計測線は特殊な構造の燃料集合体中に組み込
まれる。
【０００３】この計測線付き特殊燃料集合体では、計測
線のケーブルを原子炉外部に取り出すために長尺構造と
なる。また気密及び放射線遮蔽が必要であり、燃料交換
時には燃料集合体据付け部（原子炉回転プラグ）が回転
するため、炉心を破壊させないように計測線付き燃料集
合体を一時吊り上げる必要がある。更に、試験終了後に
計測線付き燃料集合体を炉外に取り出すには、燃料交換
機を経由するため、計測線のケーブルを切断しなければ
ならず、そのための切断機構が設けられる。
線のケーブルを原子炉外部に取り出すために長尺構造と
なる。また気密及び放射線遮蔽が必要であり、燃料交換
時には燃料集合体据付け部（原子炉回転プラグ）が回転
するため、炉心を破壊させないように計測線付き燃料集
合体を一時吊り上げる必要がある。更に、試験終了後に
計測線付き燃料集合体を炉外に取り出すには、燃料交換
機を経由するため、計測線のケーブルを切断しなければ
ならず、そのための切断機構が設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の計測線を用いた
温度記録装置は、計測線が高温で且つ高放射線下に曝さ
れるため、特殊な材料が要求され、構造が複雑となり極
めて高価である。しかも測定精度が良くないという問題
もある。それは計測線の一般規格上の誤差約±１％（７
００℃レベルでは±７℃程度）の他に、中性子照射効果
なども考慮する必要があるためである。因に、従来技術
において最も測定精度の良いものでも、±１０℃程度で
あると言われている。
温度記録装置は、計測線が高温で且つ高放射線下に曝さ
れるため、特殊な材料が要求され、構造が複雑となり極
めて高価である。しかも測定精度が良くないという問題
もある。それは計測線の一般規格上の誤差約±１％（７
００℃レベルでは±７℃程度）の他に、中性子照射効果
なども考慮する必要があるためである。因に、従来技術
において最も測定精度の良いものでも、±１０℃程度で
あると言われている。
【０００５】他方、無計測線式の温度モニタもある。こ
れにはＳｉＣ（炭化ケイ素）ペレット（例えば１mmφ×
５mm程度）やステンレス鋼片（例えば２mmφ×５mm程
度）などの物性（格子定数や硬さなど）の変化から測定
するもの、あるいはステンレス鋼容器（例えば３mmφ×
４０mm）に液体ナトリウムを密封して熱膨張差による容
器の変形（体積増加）から測定するものなどがある。し
かし、これら従来のものは最高温度、平均温度、照射末
期の温度などしか測定できず、温度の経時的変化は測定
できなかった。
れにはＳｉＣ（炭化ケイ素）ペレット（例えば１mmφ×
５mm程度）やステンレス鋼片（例えば２mmφ×５mm程
度）などの物性（格子定数や硬さなど）の変化から測定
するもの、あるいはステンレス鋼容器（例えば３mmφ×
４０mm）に液体ナトリウムを密封して熱膨張差による容
器の変形（体積増加）から測定するものなどがある。し
かし、これら従来のものは最高温度、平均温度、照射末
期の温度などしか測定できず、温度の経時的変化は測定
できなかった。
【０００６】前述のように、原子炉内の温度履歴は、そ
の健全性評価あるいは照射試験データとして非常に重要
であるので、簡単且つ経済的な精度の高い温度履歴記録
装置の開発が望まれている。特に照射試験の分野では小
形のものが必要とされ、直径５mm以下、長さ３０mm以下
のサイズに収めることが求められている。
の健全性評価あるいは照射試験データとして非常に重要
であるので、簡単且つ経済的な精度の高い温度履歴記録
装置の開発が望まれている。特に照射試験の分野では小
形のものが必要とされ、直径５mm以下、長さ３０mm以下
のサイズに収めることが求められている。
【０００７】本発明の目的は、上記ような技術的課題を
解消し、高価な計測線付き装置を用いずに、原子炉内の
各部の温度を高精度で且つ時系列記録できる小形の装置
を提供することである。
解消し、高価な計測線付き装置を用いずに、原子炉内の
各部の温度を高精度で且つ時系列記録できる小形の装置
を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の原子炉内温度履
歴記録装置は、照射スエリングの大きい材料からなる記
録板と、その記録板に立設した支柱部と、照射スエリン
グし難い異種の金属板を貼り合わせてバイメタル構造に
し基端を前記支柱部に固定した測温部と、照射スエリン
グし難い金属線材からなり基端を測温部先端に固着し尖
った先端が記録板表面に接触する記録針とからなる。
歴記録装置は、照射スエリングの大きい材料からなる記
録板と、その記録板に立設した支柱部と、照射スエリン
グし難い異種の金属板を貼り合わせてバイメタル構造に
し基端を前記支柱部に固定した測温部と、照射スエリン
グし難い金属線材からなり基端を測温部先端に固着し尖
った先端が記録板表面に接触する記録針とからなる。
【０００９】ここで好ましくは、記録板は細長板状とす
る。そして、その一方の端部近傍に支柱部を立設する。
測温部は貼り合わせ面が記録板面に垂直で、記録板面か
ら離間し且つ記録板の長手方向に延びるように配置す
る。記録針は先端近傍で記録板面に向かうように折り曲
げた形状とし、その先端が記録板の他方の端部寄りの部
分に接触するように配置する。また記録板は、その表面
を電解研磨などにより鏡面仕上げし、表面粗さを殆ど零
にしておけば、僅かな傷でも判別は容易となるため好ま
しい。
る。そして、その一方の端部近傍に支柱部を立設する。
測温部は貼り合わせ面が記録板面に垂直で、記録板面か
ら離間し且つ記録板の長手方向に延びるように配置す
る。記録針は先端近傍で記録板面に向かうように折り曲
げた形状とし、その先端が記録板の他方の端部寄りの部
分に接触するように配置する。また記録板は、その表面
を電解研磨などにより鏡面仕上げし、表面粗さを殆ど零
にしておけば、僅かな傷でも判別は容易となるため好ま
しい。
【００１０】
【作用】この温度履歴記録装置が原子炉内に挿入される
と、その内部の温度変化に応じバイメタル構造の測温部
が湾曲変形し、それに伴って記録針の先端が振れる。ま
た原子炉内での照射によって記録板は照射スエリングを
起こし、照射時間の経過と共に大きく伸びる。このた
め、記録板面上には、記録針の動き（温度変化）と記録
板の変形（時間経過）に応じて傷がつけられる。従っ
て、この傷痕を調査することによって、温度履歴を把握
できることになる。なお記録板は幅方向にも変形する
が、照射スエリングは等方的であるので、照射後にスエ
リング率を測定することで補正できる。
と、その内部の温度変化に応じバイメタル構造の測温部
が湾曲変形し、それに伴って記録針の先端が振れる。ま
た原子炉内での照射によって記録板は照射スエリングを
起こし、照射時間の経過と共に大きく伸びる。このた
め、記録板面上には、記録針の動き（温度変化）と記録
板の変形（時間経過）に応じて傷がつけられる。従っ
て、この傷痕を調査することによって、温度履歴を把握
できることになる。なお記録板は幅方向にも変形する
が、照射スエリングは等方的であるので、照射後にスエ
リング率を測定することで補正できる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係る無計測線方式の原子炉内
温度履歴記録装置の一実施例の本体部分を示す斜視図で
ある。この装置は、ベースとなる記録板１０と、その記
録板１０に立設した支柱部１２と、バイメタル構造の測
温部１４と、記録針１６とを備えている。
温度履歴記録装置の一実施例の本体部分を示す斜視図で
ある。この装置は、ベースとなる記録板１０と、その記
録板１０に立設した支柱部１２と、バイメタル構造の測
温部１４と、記録針１６とを備えている。
【００１２】記録板１０は、純ニッケル材などの照射ス
エリングの大きい材料からなる細長板状体であって、そ
の表面には容易に傷がつき且つその傷を明瞭に判別でき
るように、電解研磨などにより鏡面仕上げを行い表面粗
さが殆ど零になるような処理を施したものである。支柱
部１２は、前記記録板１０の一方の端部近傍の表面に立
設する。バイメタル構造の測温部１４は、フェライト系
ステンレス鋼とインコネルなどの組み合わせのように、
照射スエリングし難く熱膨張率の異なる２種の金属板を
貼り合わせたものである。この測温部１４は、貼り合わ
せ面が記録板面に垂直で、記録板面から離間し且つ記録
板の長手方向に延びるような向きで、基端を前記支柱部
１２の側面に固定する。記録針１６は、フェライト系ス
テンレス鋼などの照射スエリングし難い金属線材からな
り、先端近傍をほぼ直角下向きに折り曲げ、先端を尖ら
せた構造である。針先１６ａは、焼入れ等の処理を施し
て硬化させる。この記録針１６は、基端で測温部１４の
先端に固着され、尖った先端が記録板１０の表面の他方
の端部寄りの部分に接触するように構成する。ここでは
記録針１６を記録板１０の方向に僅かに曲げておくこと
で、針先１６ａに加圧力が作用するようにしている。ク
リープ変形により加圧力が弱まるが、スプリングバック
分は必ず残り接触し続ける。これら各部材の結合は、例
えばＴＩＧ溶接などにより行う。
エリングの大きい材料からなる細長板状体であって、そ
の表面には容易に傷がつき且つその傷を明瞭に判別でき
るように、電解研磨などにより鏡面仕上げを行い表面粗
さが殆ど零になるような処理を施したものである。支柱
部１２は、前記記録板１０の一方の端部近傍の表面に立
設する。バイメタル構造の測温部１４は、フェライト系
ステンレス鋼とインコネルなどの組み合わせのように、
照射スエリングし難く熱膨張率の異なる２種の金属板を
貼り合わせたものである。この測温部１４は、貼り合わ
せ面が記録板面に垂直で、記録板面から離間し且つ記録
板の長手方向に延びるような向きで、基端を前記支柱部
１２の側面に固定する。記録針１６は、フェライト系ス
テンレス鋼などの照射スエリングし難い金属線材からな
り、先端近傍をほぼ直角下向きに折り曲げ、先端を尖ら
せた構造である。針先１６ａは、焼入れ等の処理を施し
て硬化させる。この記録針１６は、基端で測温部１４の
先端に固着され、尖った先端が記録板１０の表面の他方
の端部寄りの部分に接触するように構成する。ここでは
記録針１６を記録板１０の方向に僅かに曲げておくこと
で、針先１６ａに加圧力が作用するようにしている。ク
リープ変形により加圧力が弱まるが、スプリングバック
分は必ず残り接触し続ける。これら各部材の結合は、例
えばＴＩＧ溶接などにより行う。
【００１３】上記のような装置本体は、図２に示すよう
な保護ケース２０内に収容し、密封して用いる。保護ケ
ース２０は、筒状部分の両端に端栓を取り付けて溶接す
ることで構成する。ここでは記録板１０に多少の工夫を
加え、一方の端部（図面右手側の端部）のみを保護ケー
ス２０の右側端栓に溶接し、その他の部分は自由にして
いる。但し、記録板１０の他方の端部近傍の側面に滑ら
かな突部１０ａを形成して、保護ケース２０の筒状部材
の内面に摺接するようにし、記録板１０が伸びようとす
る時に真っ直ぐに変形するようにしてある。また図示さ
れていないが、記録針１６の針先１６ａが常に記録板１
０の表面にほぼ一定の圧力で接触するように、バネ性の
部材で押し付けるようにしてもよい。例えば、耐スエリ
ング性でバネ性の保存が良好な極細インコネル線材を記
録針にＴＩＧ点付などで取り付けるようにする。
な保護ケース２０内に収容し、密封して用いる。保護ケ
ース２０は、筒状部分の両端に端栓を取り付けて溶接す
ることで構成する。ここでは記録板１０に多少の工夫を
加え、一方の端部（図面右手側の端部）のみを保護ケー
ス２０の右側端栓に溶接し、その他の部分は自由にして
いる。但し、記録板１０の他方の端部近傍の側面に滑ら
かな突部１０ａを形成して、保護ケース２０の筒状部材
の内面に摺接するようにし、記録板１０が伸びようとす
る時に真っ直ぐに変形するようにしてある。また図示さ
れていないが、記録針１６の針先１６ａが常に記録板１
０の表面にほぼ一定の圧力で接触するように、バネ性の
部材で押し付けるようにしてもよい。例えば、耐スエリ
ング性でバネ性の保存が良好な極細インコネル線材を記
録針にＴＩＧ点付などで取り付けるようにする。
【００１４】温度履歴の記録は次のようにして行われ
る。この温度履歴記録装置は、原子炉内に挿入されたと
き、温度変化と放射線照射を受ける。温度の変化はバイ
メタル構造の測温部１４の湾曲変形となり、記録針１６
の先端は大きく左右に振れる。この温度変化は、記録針
１６の針先１６ａが記録板１０の表面を傷つけることに
よって記録される。記録板１０は高放射線下に曝され、
照射スエリングにより時間の進行につれて大きく伸び
る。この大きく伸びる方向は記録針１６の動きに直角な
方向であるため、結局、温度履歴（温度の経時的変化）
が記録板１０の表面に傷痕となって記録されることにな
る。
る。この温度履歴記録装置は、原子炉内に挿入されたと
き、温度変化と放射線照射を受ける。温度の変化はバイ
メタル構造の測温部１４の湾曲変形となり、記録針１６
の先端は大きく左右に振れる。この温度変化は、記録針
１６の針先１６ａが記録板１０の表面を傷つけることに
よって記録される。記録板１０は高放射線下に曝され、
照射スエリングにより時間の進行につれて大きく伸び
る。この大きく伸びる方向は記録針１６の動きに直角な
方向であるため、結局、温度履歴（温度の経時的変化）
が記録板１０の表面に傷痕となって記録されることにな
る。
【００１５】原子炉から取り出した後、図２の矢印Ａで
示す破線位置で保護ケース２０と記録板１０を切断し、
記録板１０を取り出す。記録板１０上の記録痕（記録さ
れた内容）は図３に示すようなものとなる。横軸方向は
記録板１０の照射スエリングによる伸びであり照射時間
に対応する。縦軸方向は測温部１４による記録針１６の
振れであり温度変化に対応する。実際に得られる記録痕
は２mm平方程度の小さな範囲であるが、これを高倍率の
顕微鏡で撮影し、得られた写真から寸法測定するなどの
手法により定量化できる。なお図３で温度低下時に左下
がりの曲線が生じているが、これは記録板も熱収縮する
ためである。
示す破線位置で保護ケース２０と記録板１０を切断し、
記録板１０を取り出す。記録板１０上の記録痕（記録さ
れた内容）は図３に示すようなものとなる。横軸方向は
記録板１０の照射スエリングによる伸びであり照射時間
に対応する。縦軸方向は測温部１４による記録針１６の
振れであり温度変化に対応する。実際に得られる記録痕
は２mm平方程度の小さな範囲であるが、これを高倍率の
顕微鏡で撮影し、得られた写真から寸法測定するなどの
手法により定量化できる。なお図３で温度低下時に左下
がりの曲線が生じているが、これは記録板も熱収縮する
ためである。
【００１６】温度精度の確認・較正は炉外の電気炉で行
う。温度の測定範囲は０〜７００℃程度であり、これを
２mm幅で記録したとすると０．３５℃／μｍの感度とな
る。これは顕微鏡で測定可能なので、±５〜１０℃程度
の精度は十分達成できる。時間軸についての較正は必要
ない。原子炉を運転した時間＝照射時間は正確に分オー
ダーで分かるので、記録板に記録された傷の時間軸方向
の長さがその照射時間に一対一で対応する。また原子炉
の立ち上げも記録されるので、スエリング率が変化して
も、その相対間隔から分析すれば、時刻はほぼ割り出せ
る。
う。温度の測定範囲は０〜７００℃程度であり、これを
２mm幅で記録したとすると０．３５℃／μｍの感度とな
る。これは顕微鏡で測定可能なので、±５〜１０℃程度
の精度は十分達成できる。時間軸についての較正は必要
ない。原子炉を運転した時間＝照射時間は正確に分オー
ダーで分かるので、記録板に記録された傷の時間軸方向
の長さがその照射時間に一対一で対応する。また原子炉
の立ち上げも記録されるので、スエリング率が変化して
も、その相対間隔から分析すれば、時刻はほぼ割り出せ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、照射スエリングにより伸びる
記録板とバイメタル形式で振れる記録針とによって、記
録板に傷痕を残すように構成した原子炉内温度履歴記録
装置であるから、高価な計測線（熱電対）を用いること
なく、原子炉内の各部の温度を比較的高い精度（±５〜
１０℃程度の精度）で且つ時系列的に記録することがで
きる。また本発明は計測線を用いないため小型化でき、
例えば直径５mm以下、長さ３０mm以下の小さなサイズに
することが可能である。更に一般的な材料で組み立てら
れ、構造も簡単であるので、安価である。そのため特に
照射試験の分野では極めて有効である。
記録板とバイメタル形式で振れる記録針とによって、記
録板に傷痕を残すように構成した原子炉内温度履歴記録
装置であるから、高価な計測線（熱電対）を用いること
なく、原子炉内の各部の温度を比較的高い精度（±５〜
１０℃程度の精度）で且つ時系列的に記録することがで
きる。また本発明は計測線を用いないため小型化でき、
例えば直径５mm以下、長さ３０mm以下の小さなサイズに
することが可能である。更に一般的な材料で組み立てら
れ、構造も簡単であるので、安価である。そのため特に
照射試験の分野では極めて有効である。
【図１】本発明に係る温度履歴記録装置の一実施例の本
体部分を示す斜視図。
体部分を示す斜視図。
【図２】本発明に係る温度履歴記録装置の一実施例を示
す横断面図。
す横断面図。
【図３】本発明の温度履歴記録装置により得られる記録
痕の一例を示す説明図。
痕の一例を示す説明図。
【符号の説明】 １０ 記録板 １２ 支柱部 １４ 測温部 １６ 記録針 ２０ 保護ケース
Claims (2)
- 【請求項１】 照射スエリングの大きい材料からなる記
録板と、該記録板に立設した支柱部と、照射スエリング
し難い異種の金属板を貼り合わせてバイメタル構造にし
基端を前記支柱部に固定した測温部と、照射スエリング
し難い金属線材からなり基端を測温部先端に固着し尖っ
た先端が記録板表面に接触する記録針とからなることを
特徴とする無計測線式の原子炉内温度履歴記録装置。 - 【請求項２】 記録板は細長板状をなし、その一方の端
部近傍に支柱部が立設され、測温部は貼り合わせ面が記
録板面に垂直で、記録板面から離間し且つ記録板の長手
方向に延びるように配置され、記録針は先端近傍で記録
板面に向かうように折り曲げられた形状をなし、その先
端が記録板の他方の端部寄りの部分に接触する請求項１
記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289082A JP2628246B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 無計測線式の原子炉内温度履歴記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289082A JP2628246B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 無計測線式の原子炉内温度履歴記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100076A true JPH05100076A (ja) | 1993-04-23 |
| JP2628246B2 JP2628246B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=17738594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289082A Expired - Lifetime JP2628246B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 無計測線式の原子炉内温度履歴記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628246B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119572734A (zh) * | 2024-11-27 | 2025-03-07 | 华电淄博热电有限公司 | 一种空预器双金属驱动自补偿密封工作特性记录装置 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP3289082A patent/JP2628246B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119572734A (zh) * | 2024-11-27 | 2025-03-07 | 华电淄博热电有限公司 | 一种空预器双金属驱动自补偿密封工作特性记录装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2628246B2 (ja) | 1997-07-09 |
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