JP2013148404A - 汚染土壌搬出設備 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染土壌搬出設備において、袋詰め作業に従事する作業者の放射線被ばく量を低減する。
【解決手段】汚染土壌１１を貯留する土砂ホッパー２と、汚染土壌１１を大型土のう１０に収容した状態で運搬する土のう運搬装置３とを備えている。土砂ホッパー２は、汚染土壌１１を貯留するホッパー本体２２と、ホッパー本体２２の排出口２２ｂを開閉する開閉ゲート２３と、ホッパー本体２２の排出口２２ｂから排出される汚染土壌１１を集めて大型土のう１０に供給する飛散防止装置２６とを有している。土のう運搬装置３は、飛散防止装置２６から供給される汚染土壌１１を大型土のう１０に収容できるように、大型土のう１０を開口状態で支持する大型土のう支持装置３２を有している。大型土のう１０への汚染土壌１１の供給量を計測するロードセル２７が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射能に汚染された土壌（以下、汚染土壌という）の除去作業、いわゆる除染作業を行う際に適用するのに好適な汚染土壌搬出設備に関するものである。なお、この汚染土壌には、草木や枯葉が土壌に混ざっている場合も含まれる。

従来、この種の除染作業においては、放射能に汚染された地域の表土、つまり汚染土壌を剥ぎ取った後、この汚染土壌を飛散させずに運搬するため、大型土のう内に汚染土壌を収容する袋詰め作業を人力で行う（例えば、特許文献１参照）。

この袋詰め作業は、大型土のうの投入口を開け、バックホウなどの掘削積込機を用いて、この大型土のう内に汚染土壌を積み込み、さらに、大型土のうの周囲に汚染土壌が撒き散らされた場合には、その汚染土壌をスコップ等ですくって大型土のう内に入れる土壌積込工程と、こうして汚染土壌が積み込まれた大型土のうの投入口を閉じる土のう梱包工程とから構成されている。

特開２００８−１８４７５６号公報（段落〔００２６〕の欄）

したがって、作業者は、放射能に汚染された地域において、汚染土壌に含まれる放射性物質に非常に近接した状態で、長時間にわたって袋詰め作業に従事しなければならない。一般に、放射線被ばく量は、放射性物質からの距離の二乗（自乗）に反比例するとともに、作業時間に比例すると考えられる。そのため、このような袋詰め作業においては、作業者の放射線被ばく量が格段に増加するという課題があった。

本発明は、このような事情に鑑み、袋詰め作業に従事する作業者の放射線被ばく量を低減することが可能な汚染土壌搬出設備を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、汚染土壌を貯留する土砂ホッパーと、前記汚染土壌を大型土のうに収容した状態で運搬する土のう運搬装置とを備えた汚染土壌搬出設備であって、前記土砂ホッパーは、前記汚染土壌を貯留するホッパー本体と、このホッパー本体の排出口を開閉する開閉ゲートと、前記ホッパー本体の前記排出口から排出される前記汚染土壌を集めて前記大型土のうに供給する飛散防止装置とを有し、前記土のう運搬装置は、前記飛散防止装置から供給される前記汚染土壌を前記大型土のうに収容できるように、この大型土のうを開口状態で支持する大型土のう支持装置を有し、前記大型土のうへの前記汚染土壌の供給量を計測する計量手段が設けられ、前記汚染土壌が前記ホッパー本体の前記排出口から前記飛散防止装置を経て前記大型土のうに所定量だけ供給されるように、前記計量手段によって計測された前記汚染土壌の供給量に基づき、前記開閉ゲートを駆動して前記ホッパー本体の前記排出口を開閉するように構成されている汚染土壌搬出設備としたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記土砂ホッパーは、前記ホッパー本体を支持する支柱を有し、この支柱には、前記飛散防止装置が取り付けられているとともに、この飛散防止装置の取付部位より下側に前記計量手段が設けられていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記土砂ホッパーは、当該土砂ホッパーの周囲の様子を撮影する第１監視カメラを有することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成に加え、前記土砂ホッパーは、当該土砂ホッパーの周辺の放射線量を測定する放射線測定装置を有することを特徴とする。

さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の構成に加え、前記土のう運搬装置は、遠隔操作型であり、当該土のう運搬装置の周囲の様子を撮影する第２監視カメラを有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、土壌積込工程と土のう梱包工程の両工程で、作業者の放射線被ばく量を低減することができるので、袋詰め作業に従事する作業者の放射線被ばく量を低減することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、汚染土壌が飛散防止装置の内壁に固着して大型土のうにまで達しなかったとしても、大型土のうへの汚染土壌の供給量を計量手段によって正確に検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第１監視カメラにより、土のう運搬装置の停止位置を確認しつつ、土のう運搬装置を所定の位置に精度よく停止させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、土砂ホッパーの周囲の放射線量を常に放射線測定装置で確認することにより、除染作業の全体を通じて作業の安全性を確保することができる。

請求項５に記載の発明によれば、第２監視カメラにより、土のう運搬装置が所定の経路に沿って進行しているか、或いは、土のう運搬装置の進行方向に障害物がないかを監視しつつ、土のう運搬装置を円滑に短時間で進行させることができる。

本発明の実施の形態１に係る汚染土壌搬出設備の土砂ホッパーおよび土のう運搬装置を示す正面図である。 同実施の形態１に係る汚染土壌搬出設備を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１および図２には、本発明の実施の形態１を示す。

実施の形態１に係る汚染土壌搬出設備１は、図１および図２に示すように、土砂ホッパー２、土のう運搬装置３およびモニター室４から構成されている。

この土砂ホッパー２は、図１に示すように、４本の支柱２１と、ホッパー本体２２と、開閉ゲート２３と、飛散防止装置２６と、ロードセル（荷重計）２７と、第１監視カメラ２８Ａ、２８Ｂと、放射線測定装置２９Ａ、２９Ｂとを備えている。

すなわち、土砂ホッパー２は、図１に示すように、地面１２上に立設される４本の支柱２１を有しており、これらの支柱２１の上側には、汚染土壌１１を貯留する四角錐台形のホッパー本体２２が支持されている。ホッパー本体２２には、その上部に投入口２２ａが形成されているとともに、下部に排出口２２ｂが形成されている。

また、ホッパー本体２２の排出口２２ｂには、図１に示すように、この排出口２２ｂを開閉するための開閉ゲート２３が取り付けられており、この開閉ゲート２３は、一対の蓋体２４および一対のシリンダー２５を備えている。ここで、各蓋体２４はそれぞれ軸心ＣＴ２を中心として矢印Ｍ、Ｎ方向に回転自在に支持されており、各シリンダー２５はそれぞれ軸心ＣＴ１を中心として矢印Ｋ、Ｌ方向に揺動自在に支持されている。また、これらのシリンダー２５には油圧ポンプ（図示せず）が接続されている。そして、この油圧ポンプで一対のシリンダー２５を駆動してラム２５ａを突出させることにより、図１に実線で示すように、ホッパー本体２２の排出口２２ｂを全閉状態にすることができるとともに、この油圧ポンプで一対のシリンダー２５を駆動してラム２５ａを後退させることにより、図１に想像線で示すように、ホッパー本体２２の排出口２２ｂを全開状態にすることができるように構成されている。

また、開閉ゲート２３の下方には、図１に示すように、飛散防止装置２６が４本の支柱２１に固定された形で設置されている。この飛散防止装置２６は、四角錐台形の漏斗部２６ａおよび平板状の連結部２６ｂを備えている。ここで、漏斗部２６ａと連結部２６ｂとは一体に形成されており、連結部２６ｂの４隅が４本の支柱２１に接合されることにより、飛散防止装置２６全体が支柱２１に固定された状態となっている。また、漏斗部２６ａには、その上部に投入口２６ｃが形成されているとともに、下部に排出口２６ｄが形成されている。この投入口２６ｃの開口面積は、ホッパー本体２２の排出口２２ｂの開口面積より大きくなっているとともに、排出口２６ｄの開口面積は、後述する大型土のう１０の開口状態の開口面積より小さくなっている。さらに、漏斗部２６ａの内壁は、この内壁に対する汚染土壌１１の粘着性に応じて所定の傾斜角（汚染土壌１１がほとんど付着せずに落下する程度の傾斜角）に形成されている。

また、飛散防止装置２６の連結部２６ｂの下面には、図１に示すように、第１監視カメラ２８Ａが取り付けられており、この第１監視カメラ２８Ａは、土砂ホッパー２の周囲の様子（特に、飛散防止装置２６の下方の様子）を撮影して画像データを出力する機能を備えている。さらに、飛散防止装置２６の連結部２６ｂの下面には、放射線測定装置２９Ａが取り付けられており、この放射線測定装置２９Ａは、土砂ホッパー２の周囲の放射線量を測定して出力する機能を備えている。

また、各支柱２１にはそれぞれ、図１に示すように、飛散防止装置２６の取付部位より下側にロードセル２７が取り付けられており、各ロードセル２７は、ホッパー本体２２から各支柱２１の一部を介して当該ロードセル２７に作用する荷重を計測し、この荷重を電気信号（電流、電圧など）に変換して出力する機能を備えている。

また、支柱２１の外側面には、図１に示すように、第１監視カメラ２８Ｂが取り付けられており、この第１監視カメラ２８Ｂは、土砂ホッパー２の周囲の様子（特に、支柱２１の外側の様子）を撮影して画像データを出力する機能を備えている。さらに、支柱２１の外側面には、放射線測定装置２９Ｂが取り付けられており、この放射線測定装置２９Ｂは、土砂ホッパー２の周囲の放射線量を測定して出力する機能を備えている。

一方、土のう運搬装置３は、遠隔操作型であり、図１に示すように、クローラ型不整地運搬車３１と、大型土のう支持装置３２と、２つの第２監視カメラ３３とを備えている。すなわち、土のう運搬装置３は、遠隔操作で運転可能なクローラ型不整地運搬車３１を有している。クローラ型不整地運搬車３１には、フレーム状の大型土のう支持装置３２が設置されており、この大型土のう支持装置３２は、大型土のう１０を開口状態（投入口１０ａが開いた状態）で支持することができる。また、クローラ型不整地運搬車３１の前端部および後端部にはそれぞれ第２監視カメラ３３が１つずつ取り付けられており、この第２監視カメラ３３は、クローラ型不整地運搬車３１の前方および後方の様子を撮影して画像データを出力する機能を備えている。

また、モニター室４は、図２に示すように、土砂ホッパー２の設置場所から所定の距離（例えば、１０〜３０ｍ）だけ離れた場所に設置されており、このモニター室４には、荷重モニター４１、第１監視モニター４２、線量モニター４３および第２監視モニター４４が設置されている。そして、荷重モニター４１は、ケーブル５を介して土砂ホッパー２のロードセル２７に接続されている。また、第１監視モニター４２は、ケーブル６を介して土砂ホッパー２の第１監視カメラ２８（２８Ａ、２８Ｂ）に接続されており、これらの第１監視カメラ２８、第１監視モニター４２およびケーブル６により、第１監視装置４５が構成されている。また、線量モニター４３は、ケーブル７を介して土砂ホッパー２の放射線測定装置２９（２９Ａ、２９Ｂ）に接続されている。さらに、第２監視モニター４４は、無線によって土のう運搬装置３の第２監視カメラ３３に接続されており、これらの第２監視カメラ３３および第２監視モニター４４により、第２監視装置４６が構成されている。

汚染土壌搬出設備１は以上のような構成を有するので、放射能に汚染された地域において除染作業、つまり汚染土壌１１の除去作業を行う際には、次の手順による。

まず、土壌貯留工程で、土砂ホッパー２のホッパー本体２２の排出口２２ｂが開閉ゲート２３によって全閉されている状態で、バックホウなどの掘削積込機（図示せず）を用いて、放射能に汚染された地域の表土、つまり汚染土壌１１を剥ぎ取った後、この汚染土壌１１をホッパー本体２２内に投入口２２ａから投入する。

なお、この掘削積込機を操作する運転者（オペレーター）は、汚染土壌１１から一定の距離だけ離れているため、放射線被ばく量が多くなる心配はない。

次に、運搬装置進入工程に移行し、土のう運搬装置３を遠隔操作で運転し、所定の位置（大型土のう支持装置３２に取り付けられた大型土のう１０の投入口１０ａが飛散防止装置２６の真下に位置決めされる位置）まで進行させて停止させる。

このとき、土のう運搬装置３の運転は遠隔操作で行われるので、放射能に汚染された地域に作業者（例えば、土のう運搬装置３の運転者）がいる状態は発生しない。

また、汚染土壌搬出設備１には、上述したとおり、第２監視装置４６が設けられているので、この第２監視装置４６により、つまり、第２監視カメラ３３が撮影した画像データを第２監視モニター４４で確認することにより、土のう運搬装置３が所定の経路に沿って進行しているか、或いは、土のう運搬装置３の進行方向に障害物がないかを監視しつつ、土のう運搬装置３を所定の位置まで円滑に短時間で進行させることができる。

さらに、汚染土壌搬出設備１には、上述したとおり、第１監視装置４５が設けられているので、この第１監視装置４５により、つまり、第１監視カメラ２８が撮影した画像データを第１監視モニター４２で確認することにより、土のう運搬装置３の停止位置をリアルタイムで確認しつつ、土のう運搬装置３を所定の位置に精度よく停止させることができる。

この状態で、土壌積込工程に移行し、開閉ゲート２３を駆動してホッパー本体２２の排出口２２ｂを開くことにより、ホッパー本体２２内の汚染土壌１１を所定の体積だけ大型土のう１０に投下する。

このとき、土砂ホッパー２の近傍に作業者を配置する必要がないので、土壌積込作業に従事する作業者の放射線被ばく量を低減することが可能となる。

また、飛散防止装置２６は、上述したとおり、投入口２６ｃの開口面積がホッパー本体２２の排出口２２ｂの開口面積より大きく、かつ、排出口２６ｄの開口面積が大型土のう１０の開口状態の開口面積より小さくなっているので、汚染土壌１１が飛散防止装置２６の漏斗部２６ａの外側や大型土のう１０の外側にこぼれる事態は生じにくい。また、飛散防止装置２６は、上述したとおり、漏斗部２６ａの内壁が所定の傾斜角に形成されているので、汚染土壌１１が漏斗部２６ａの内壁に固着する事態も生じにくい。これらの結果、ホッパー本体２２内の汚染土壌１１は、その大部分が飛散防止装置２６を経て大型土のう１０に供給されることになる。

さらに、土砂ホッパー２には、上述したとおり、ロードセル２７が設けられているので、このロードセル２７から出力される電気信号を荷重モニター４１で荷重に変換して表示し、この荷重に基づき、開閉ゲート２３の駆動を適宜制御してホッパー本体２２の排出口２２ｂの開放時間を調整することにより、大型土のう１０への汚染土壌１１の供給量を所定の体積に一致させることができる。

なお、ロードセル２７からの出力は、荷重に対応しており、したがって質量に対応しているのに対して、大型土のう１０への汚染土壌１１の供給量は体積で決定すべきものであり、両者は物理量（質量と体積）が一致していない。しかし、汚染土壌１１について、その単位体積当たりの質量（嵩比重または見掛け比重）を予め求めておくことにより、質量から体積への換算を容易に実行することができる。

しかも、このロードセル２７は、上述したとおり、飛散防止装置２６の取付部位より下側に設けられているので、たとえ汚染土壌１１が飛散防止装置２６の内壁に固着して大型土のう１０にまで達しなかったとしても、大型土のう１０への汚染土壌１１の供給量をロードセル２７によって正確に検出することができる。すなわち、ホッパー本体２２から排出された汚染土壌１１の一部が飛散防止装置２６の内壁に固着した場合、仮に飛散防止装置２６の取付部位より上側にロードセル２７が設けられていると、この飛散防止装置２６の内壁に固着した汚染土壌１１についても、大型土のう１０に供給されたと誤検出してしまうのに対して、この実施の形態１のように、飛散防止装置２６の取付部位より下側にロードセル２７が設けられていると、この飛散防止装置２６の内壁に固着した汚染土壌１１については、大型土のう１０に供給されなかったと正しく検出することが可能となる。

その結果、汚染土壌１１を複数の大型土のう１０に分けて袋詰めした場合に、これらの大型土のう１０に収容された汚染土壌１１の体積をほぼ一定に揃えることが可能となり、これらの大型土のう１０を積み上げて保管するときの取扱い性を良好なものとすることができる。

また、このロードセル２７は、上述したとおり、４本すべての支柱２１に取り付けられているので、ホッパー本体２２内で汚染土壌１１が偏ったとしても、４本の支柱２１の一部にのみロードセル２７が取り付けられている場合と異なり、各ロードセル２７の出力を足し合わせることにより、汚染土壌１１の質量を簡単かつ正確に計測することができる。

次いで、土壌搬出工程に移行し、土のう運搬装置３を遠隔操作で運転し、放射線量の少ない場所まで進行させる。

このときも、土のう運搬装置３の運転は遠隔操作で行われるので、放射能に汚染された地域に作業者（例えば、土のう運搬装置３の運転者）がいる状態は発生しない。

また、大型土のう１０は、上述したとおり、大型土のう支持装置３２に支持されているので、運搬中に転倒して汚染土壌１１を撒き散らす恐れはない。

さらに、汚染土壌搬出設備１には、上述したとおり、第２監視装置４６が設けられているので、この第２監視装置４６により、つまり、第２監視カメラ３３が撮影した画像データを第２監視モニター４４で確認することにより、土のう運搬装置３が所定の経路に沿って進行しているか、或いは、土のう運搬装置３の進行方向に障害物がないかを監視しつつ、土のう運搬装置３を放射線量の少ない場所まで円滑に短時間で進行させることができる。

最後に、土のう梱包工程に移行し、こうして汚染土壌１１が積み込まれた大型土のう１０の投入口１０ａを閉じる。

このとき、大型土のう１０の投入口１０ａを閉じる作業は、放射線量の少ない場所で行われるので、土のう梱包作業に従事する作業者の放射線被ばく量を低減することが可能となる。

こうして、大型土のう１０の投入口１０ａが閉じられると、クレーン、フォークリフトなどの荷役機械を用いて大型土のう１０を吊り上げる際に、汚染土壌１１の飛散を防止することが可能となる。

ここで、汚染土壌搬出設備１による除染作業が終了する。

なお、除染作業の各工程においては、放射線測定装置２９Ｂが出力する放射線量、つまり土砂ホッパー２の周囲の放射線量を常に線量モニター４３で確認することにより、除染作業の全体を通じて作業の安全性を確保することができる。

このように、この除染作業においては、土壌積込工程と土のう梱包工程の両工程で、作業者の放射線被ばく量を低減することができるので、袋詰め作業に従事する作業者の放射線被ばく量を低減することが可能となる。

また、この除染作業においては、汚染土壌１１を土砂ホッパー２に貯留しておき、開閉ゲート２３の駆動によって所定量の汚染土壌１１を大型土のう１０に投下することができる。このとき、人手を省くことができる。その結果、除染作業全体の省力化および効率化を図ることが可能となる。

さらに、この除染作業においては、接地面積が広いクローラ型不整地運搬車３１を運搬機械として用いているため、整地されていない斜面や地盤が軟弱な現場においても、大型土のう１０に袋詰めされた汚染土壌１１の運搬作業を難なく行うことができる。
［発明のその他の実施の形態］

なお、上述した実施の形態１では、ロードセル２７と荷重モニター４１とがケーブル５を介して有線で接続されている場合について説明したが、ロードセル２７と荷重モニター４１とを無線で接続しても構わない。また、第１監視カメラ２８と第１監視モニター４２とがケーブル６を介して有線で接続されている場合について説明したが、第１監視カメラ２８と第１監視モニター４２とを無線で接続することもできる。さらに、放射線測定装置２９と線量モニター４３とがケーブル７を介して有線で接続されている場合について説明したが、放射線測定装置２９と線量モニター４３とを無線で接続することも可能である。

また、上述した実施の形態１では、大型土のう１０への汚染土壌１１の供給量を検出するため、土砂ホッパー２側（具体的には、４本の支柱２１）にロードセル２７を設ける場合について説明した。しかし、土のう運搬装置３側（例えば、大型土のう支持装置３２の下側など）にロードセル２７を設けて、大型土のう１０への汚染土壌１１の供給量を直接検出するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１では、計量手段としてロードセル２７を用いる場合について説明したが、ロードセル２７以外の計量手段を代用または併用することもできる。

また、上述した実施の形態１では、大型土のう１０に袋詰めされた汚染土壌１１を運搬する運搬機械としてクローラ型不整地運搬車３１を用いる場合について説明したが、クローラ型不整地運搬車３１以外の運搬機械（例えば、タイヤ型不整地運搬車、ベルトコンベア、ローラーコンベアなど）を代用することもできる。

また、上述した実施の形態１では、バックホウなどの掘削積込機を用いて土砂ホッパー２に汚染土壌１１を供給する場合について説明した。しかし、例えば、ホッパー本体２２の投入口２２ａが高くて、掘削積込機では直接その高さまで汚染土壌１１を持ち上げることができない場合には、土砂ホッパー２の近傍にベルトコンベア（図示せず）を斜めに設置し、このベルトコンベアを介して土砂ホッパー２に汚染土壌１１を供給することも勿論できる。

さらに、上述した実施の形態１では、一対の蓋体２４および一対のシリンダー２５を備えた開閉ゲート２３について説明した。しかし、開閉ゲート２３は、ホッパー本体２２の排出口２２ｂを開閉する機能を備えている限り、どのように構成されたものでも構わない。

本発明は、とりわけ放射線量が多い現場で有用である。

１……汚染土壌搬出設備
２……土砂ホッパー
３……土のう運搬装置
１０……大型土のう
１１……汚染土壌
２１……支柱
２２……ホッパー本体
２２ｂ……排出口
２３……開閉ゲート
２６……飛散防止装置
２７……ロードセル（計量手段）
２８Ａ、２８Ｂ……第１監視カメラ
２９Ａ、２９Ｂ……放射線測定装置
３２……大型土のう支持装置
３３……第２監視カメラ

Claims (5)

1. 汚染土壌を貯留する土砂ホッパーと、前記汚染土壌を大型土のうに収容した状態で運搬する土のう運搬装置とを備えた汚染土壌搬出設備であって、
   前記土砂ホッパーは、前記汚染土壌を貯留するホッパー本体と、このホッパー本体の排出口を開閉する開閉ゲートと、前記ホッパー本体の前記排出口から排出される前記汚染土壌を集めて前記大型土のうに供給する飛散防止装置とを有し、
   前記土のう運搬装置は、前記飛散防止装置から供給される前記汚染土壌を前記大型土のうに収容できるように、この大型土のうを開口状態で支持する大型土のう支持装置を有し、
   前記大型土のうへの前記汚染土壌の供給量を計測する計量手段が設けられ、
   前記汚染土壌が前記ホッパー本体の前記排出口から前記飛散防止装置を経て前記大型土のうに所定量だけ供給されるように、前記計量手段によって計測された前記汚染土壌の供給量に基づき、前記開閉ゲートを駆動して前記ホッパー本体の前記排出口を開閉するように構成されていることを特徴とする汚染土壌搬出設備。
2. 前記土砂ホッパーは、前記ホッパー本体を支持する支柱を有し、
   この支柱には、前記飛散防止装置が取り付けられているとともに、この飛散防止装置の取付部位より下側に前記計量手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌搬出設備。
3. 前記土砂ホッパーは、当該土砂ホッパーの周囲の様子を撮影する第１監視カメラを有することを特徴とする請求項１または２に記載の汚染土壌搬出設備。
4. 前記土砂ホッパーは、当該土砂ホッパーの周辺の放射線量を測定する放射線測定装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の汚染土壌搬出設備。
5. 前記土のう運搬装置は、遠隔操作型であり、当該土のう運搬装置の周囲の様子を撮影する第２監視カメラを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の汚染土壌搬出設備。

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