JP3307291B2 - 高圧水銀放電ランプ - Google Patents
高圧水銀放電ランプInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
やオーバヘッドプロジェクタ等の光学機器のバックライ
トに用いられる高圧水銀放電ランプに関するものであ
る。
やオーバヘッドプロジェクタ等の光学機器のバックライ
トに用いられる高圧水銀放電ランプに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶プロジェクタやオーバヘッド
プロジェクタ等の光学機器のバックライトとして、点灯
中の水銀の蒸気圧を２０ＭＰａ〜３５ＭＰａの範囲内に
上昇させることにより可視域の連続発光を増大させた高
圧水銀放電ランプと、反射鏡とを組み合わせた投射型光
源が知られている（特開平２−１４８５６１号公報）。
プロジェクタ等の光学機器のバックライトとして、点灯
中の水銀の蒸気圧を２０ＭＰａ〜３５ＭＰａの範囲内に
上昇させることにより可視域の連続発光を増大させた高
圧水銀放電ランプと、反射鏡とを組み合わせた投射型光
源が知られている（特開平２−１４８５６１号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクタ等に
用いられるバックライトとしては、高輝度であることが
第一条件であり、例えば、点灯中のランプ電力をＷＬ
（Ｗ）として、電極間距離をＬ（ｍｍ）とした高圧水銀
放電ランプの場合、放電アークの単位長さあたりの負荷
入力（ＷＬ／Ｌ）を８８以上にすることによって輝度の
条件を満たすことができる。このようなランプは点灯寿
命が長くても４０００時間であったが、近年、長寿命化
が求められ、寿命４０００時間以上の長寿命化が要望さ
れている。
用いられるバックライトとしては、高輝度であることが
第一条件であり、例えば、点灯中のランプ電力をＷＬ
（Ｗ）として、電極間距離をＬ（ｍｍ）とした高圧水銀
放電ランプの場合、放電アークの単位長さあたりの負荷
入力（ＷＬ／Ｌ）を８８以上にすることによって輝度の
条件を満たすことができる。このようなランプは点灯寿
命が長くても４０００時間であったが、近年、長寿命化
が求められ、寿命４０００時間以上の長寿命化が要望さ
れている。
【０００４】しかしながら、従来の高圧水銀放電ランプ
では、点灯中のランプ電力をＷＬ（Ｗ）、電極間距離を
Ｌ（ｍｍ）とした場合、ＷＬが高くなればなるほど、ま
た、Ｌが短くなればなるほど、放電アークの単位長さ当
たりの負荷入力（ＷＬ／Ｌ）が上昇することによりアー
ク温度が上昇する。例えばＷＬ／Ｌが８８以上に設計し
た場合、アーク温度が過度に上昇するため点灯寿命中に
発光管の管壁温度が上昇し、また点灯動作圧が１０ＭＰ
ａ〜３５ＭＰａと高いため、点灯寿命中に少しずつ発光
管が膨張し、ランプの光学特性が変化する、また発光管
膨張により破損するといった不具合を生じ、寿命４００
０時間以上を達成することは困難であった。
では、点灯中のランプ電力をＷＬ（Ｗ）、電極間距離を
Ｌ（ｍｍ）とした場合、ＷＬが高くなればなるほど、ま
た、Ｌが短くなればなるほど、放電アークの単位長さ当
たりの負荷入力（ＷＬ／Ｌ）が上昇することによりアー
ク温度が上昇する。例えばＷＬ／Ｌが８８以上に設計し
た場合、アーク温度が過度に上昇するため点灯寿命中に
発光管の管壁温度が上昇し、また点灯動作圧が１０ＭＰ
ａ〜３５ＭＰａと高いため、点灯寿命中に少しずつ発光
管が膨張し、ランプの光学特性が変化する、また発光管
膨張により破損するといった不具合を生じ、寿命４００
０時間以上を達成することは困難であった。
【０００５】本発明は、高輝度で（ＷＬ／Ｌ≧８８）、
かつ赤・緑・青のバランスのとれた発光スペクトルが得
られ、また、点灯寿命中において発光管の膨張やこの膨
張に伴う破損の発生を低減し、４０００時間以上の寿命
を達成することのできる高圧水銀放電ランプを得ること
を目的とする。
かつ赤・緑・青のバランスのとれた発光スペクトルが得
られ、また、点灯寿命中において発光管の膨張やこの膨
張に伴う破損の発生を低減し、４０００時間以上の寿命
を達成することのできる高圧水銀放電ランプを得ること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高圧水銀放電ラ
ンプは、内部に一対の電極が設けられており、点灯動作
電力をＷＬ（Ｗ）、かつ前記電極間距離をＬ（ｍｍ）と
した場合、ＷＬ／Ｌ≧８８の関係を満足する発光管内
に、始動用希ガスとともに点灯動作中に遊離ハロゲンＣ
ｌ，Ｂｒ，Ｉとなる封入物および、前記発光管の単位体
積当たり１００ｍｇ／ｃｍ3〜３５０ｍｇ／ｃｍ3の水銀
が封入されており、前記発光管の内径をφ（ｍｍ）とし
た場合、１．２≦φ／（ＷＬ×１０-2＋３．２）≦１．
６の関係を満足する構成を有する。
ンプは、内部に一対の電極が設けられており、点灯動作
電力をＷＬ（Ｗ）、かつ前記電極間距離をＬ（ｍｍ）と
した場合、ＷＬ／Ｌ≧８８の関係を満足する発光管内
に、始動用希ガスとともに点灯動作中に遊離ハロゲンＣ
ｌ，Ｂｒ，Ｉとなる封入物および、前記発光管の単位体
積当たり１００ｍｇ／ｃｍ3〜３５０ｍｇ／ｃｍ3の水銀
が封入されており、前記発光管の内径をφ（ｍｍ）とし
た場合、１．２≦φ／（ＷＬ×１０-2＋３．２）≦１．
６の関係を満足する構成を有する。
【０００７】これにより、点灯中の水銀蒸気圧を１０Ｍ
Ｐａ〜３５ＭＰａの圧力とすることができ、赤・緑・青
のバランスのとれた発光スペクトルが得られるととも
に、電極管距離をＬ、点灯電力ＷＬとした場合、ＷＬ／
Ｌ≧８８とすることにより高輝度を実現でき、また、ア
ーク温度が過度に上昇しても、発光管管壁温度の上昇を
防止し、点灯寿命中に発光管が膨張し破損することを防
止することができる。
Ｐａ〜３５ＭＰａの圧力とすることができ、赤・緑・青
のバランスのとれた発光スペクトルが得られるととも
に、電極管距離をＬ、点灯電力ＷＬとした場合、ＷＬ／
Ｌ≧８８とすることにより高輝度を実現でき、また、ア
ーク温度が過度に上昇しても、発光管管壁温度の上昇を
防止し、点灯寿命中に発光管が膨張し破損することを防
止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
て図面を用いて説明する。
【０００９】図１に示す本発明の一実施の形態である点
灯電力ＷＬ（Ｗ）が１５０Ｗの高圧水銀放電ランプは、
発光部１ａと、この発光部１ａの両端に連設された封止
部４ａ，４ｂとを有する石英からなる発光管を有してい
る。この発光部１ａは内径φ（ｍｍ）が６．５ｍｍで、
φ／（ＷＬ×１０-2＋３．２）を１．４としている。
灯電力ＷＬ（Ｗ）が１５０Ｗの高圧水銀放電ランプは、
発光部１ａと、この発光部１ａの両端に連設された封止
部４ａ，４ｂとを有する石英からなる発光管を有してい
る。この発光部１ａは内径φ（ｍｍ）が６．５ｍｍで、
φ／（ＷＬ×１０-2＋３．２）を１．４としている。
【００１０】発光管１の内部には、タングステンからな
る一対の電極２ａ，２ｂが電極間距離Ｌを１．５ｍｍと
してＷＬ／Ｌを１００となるように設けられている。ま
た、発光管１の内部には水銀３が２００ｍｇ／ｃｍ3の
密度で封入され、かつ始動用希ガスとしてアルゴンガス
が１００ｈＰａ、点灯動作中に遊離してハロゲンとなる
封入物としてＣＨ2Ｂｒ2が１×１０-7ｍｏｌ／ｃｍ3の
密度でそれぞれ封入されている。
る一対の電極２ａ，２ｂが電極間距離Ｌを１．５ｍｍと
してＷＬ／Ｌを１００となるように設けられている。ま
た、発光管１の内部には水銀３が２００ｍｇ／ｃｍ3の
密度で封入され、かつ始動用希ガスとしてアルゴンガス
が１００ｈＰａ、点灯動作中に遊離してハロゲンとなる
封入物としてＣＨ2Ｂｒ2が１×１０-7ｍｏｌ／ｃｍ3の
密度でそれぞれ封入されている。
【００１１】封入物であるＣＨ2Ｂｒ2はランプ点灯動作
中に分解され、Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉは発光管１内に２×１０
-7ｍｏｌ／ｃｍ3の密度で存在することとなる。また、
封止部４ａ，４ｂには、電極２ａ，２ｂが発光部１ａ内
に位置するように、電極２ａ，２ｂと接続されたモリブ
デンからなる金属箔５ａ，５ｂが気密封着されている。
なお、金属箔５ａ，５ｂには外部導線６ａ，６ｂの一端
がそれぞれ接続され、外部導線６ａ，６ｂの他端は発光
管１の外部に導出されている。
中に分解され、Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉは発光管１内に２×１０
-7ｍｏｌ／ｃｍ3の密度で存在することとなる。また、
封止部４ａ，４ｂには、電極２ａ，２ｂが発光部１ａ内
に位置するように、電極２ａ，２ｂと接続されたモリブ
デンからなる金属箔５ａ，５ｂが気密封着されている。
なお、金属箔５ａ，５ｂには外部導線６ａ，６ｂの一端
がそれぞれ接続され、外部導線６ａ，６ｂの他端は発光
管１の外部に導出されている。
【００１２】本実施の形態の高圧水銀放電ランプ（以
下、本発明品という）を、点灯電力１５０Ｗで１０本を
点灯寿命試験した結果、４０００時間までほとんど発光
管の膨張はなく、６０００時間を経過しても発光管膨張
による破損はなかった。
下、本発明品という）を、点灯電力１５０Ｗで１０本を
点灯寿命試験した結果、４０００時間までほとんど発光
管の膨張はなく、６０００時間を経過しても発光管膨張
による破損はなかった。
【００１３】次に、本発明品において、ＷＬとＬとφを
種々変化させた発光管（比較品１〜５）の破損の有無に
ついて測定した。その結果を表１に示す。なお、以下、
φ／（ＷＬ×１０-2＋３．２）はＰとして示す。また、
これら高圧水銀放電ランプはそれぞれ１０本ずつ点灯寿
命試験した。
種々変化させた発光管（比較品１〜５）の破損の有無に
ついて測定した。その結果を表１に示す。なお、以下、
φ／（ＷＬ×１０-2＋３．２）はＰとして示す。また、
これら高圧水銀放電ランプはそれぞれ１０本ずつ点灯寿
命試験した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１から明らかなように、比較品２の高圧
水銀放電ランプでは４０００時間において若干の発光管
膨張が観察されたが破損はなく、また比較品３、比較品
４の高圧水銀放電ランプは４０００時間までほとんど発
光管の膨張はなく、６０００時間を経過しても発光管膨
張による破損はなかった。
水銀放電ランプでは４０００時間において若干の発光管
膨張が観察されたが破損はなく、また比較品３、比較品
４の高圧水銀放電ランプは４０００時間までほとんど発
光管の膨張はなく、６０００時間を経過しても発光管膨
張による破損はなかった。
【００１６】表１に示す比較品２〜４の高圧水銀放電ラ
ンプは、いずれも点灯中の水銀蒸気圧を１０ＭＰａ〜３
５ＭＰａの圧力とすることができ、赤・緑・青のバラン
スのとれた発光スペクトルが得られるとともに、ＷＬ／
Ｌ≧８８とすることによって、高輝度を実現することが
できる。
ンプは、いずれも点灯中の水銀蒸気圧を１０ＭＰａ〜３
５ＭＰａの圧力とすることができ、赤・緑・青のバラン
スのとれた発光スペクトルが得られるとともに、ＷＬ／
Ｌ≧８８とすることによって、高輝度を実現することが
できる。
【００１７】比較品１のように、Ｐを１．１以下とした
場合、ＷＬに対し、φが小さいために発光管管壁温度が
上昇するため、点灯４０００時間においてランプの約２
０％が発光管膨張によって破損し、寿命についても、従
来の高圧水銀放電ランプの寿命と同等程度であることが
わかった。また、比較品５のように、Ｐを１．７以上と
した場合、ＷＬに対しφが大きいため点灯中でも発光管
管壁に水銀が凝集する最冷部ができるため、発光強度が
低下する等といった不具合が生じることが確認された。
場合、ＷＬに対し、φが小さいために発光管管壁温度が
上昇するため、点灯４０００時間においてランプの約２
０％が発光管膨張によって破損し、寿命についても、従
来の高圧水銀放電ランプの寿命と同等程度であることが
わかった。また、比較品５のように、Ｐを１．７以上と
した場合、ＷＬに対しφが大きいため点灯中でも発光管
管壁に水銀が凝集する最冷部ができるため、発光強度が
低下する等といった不具合が生じることが確認された。
【００１８】また、図１に示す、Ｐ値を１．２≦Ｐ≦
１．６を満足する発光管１に、ハロゲンＣｌ，Ｂｒ，Ｉ
を１０-10〜１０-3ｍｏｌ／ｃｍ3の範囲で封入したラン
プを点灯寿命試験した結果、点灯４０００時間以内でほ
とんど黒化は観察されなかった。６０００時間まで点灯
したランプでも顕著な黒化は発生しなかったが、ハロゲ
ンＣｌ，Ｂｒ，Ｉを１０-7〜１０-5ｍｏｌ／ｃｍ3の範
囲で封入したランプは特に良好な結果を示した。これ
は、ランプ点灯中に電極から蒸発した電極材料であるタ
ングステンがハロゲンサイクルにより発光管内壁に付着
することなく電極に戻るため、発光管内壁の黒化を抑制
したためである。またハロゲンＣｌ，Ｂｒ，Ｉの中で
は、特にＢｒに発光管内壁黒化抑制に効果があった。
１．６を満足する発光管１に、ハロゲンＣｌ，Ｂｒ，Ｉ
を１０-10〜１０-3ｍｏｌ／ｃｍ3の範囲で封入したラン
プを点灯寿命試験した結果、点灯４０００時間以内でほ
とんど黒化は観察されなかった。６０００時間まで点灯
したランプでも顕著な黒化は発生しなかったが、ハロゲ
ンＣｌ，Ｂｒ，Ｉを１０-7〜１０-5ｍｏｌ／ｃｍ3の範
囲で封入したランプは特に良好な結果を示した。これ
は、ランプ点灯中に電極から蒸発した電極材料であるタ
ングステンがハロゲンサイクルにより発光管内壁に付着
することなく電極に戻るため、発光管内壁の黒化を抑制
したためである。またハロゲンＣｌ，Ｂｒ，Ｉの中で
は、特にＢｒに発光管内壁黒化抑制に効果があった。
【００１９】また、上記実施の形態の高圧水銀放電ラン
プにおいて、ＣＨ2Ｂｒ2の代わりに、ＣＨ2Ｃｌ2，ＣＨ
2Ｉ2，ＣＨ3Ｃｌ，ＣＨ3Ｂｒ，ＣＨ3Ｉ，ＣＨＣｌ3，Ｃ
ＨＢｒ3，ＣＨＩ3のうちいずれか１つを用いても同様な
効果を得ることができる。
プにおいて、ＣＨ2Ｂｒ2の代わりに、ＣＨ2Ｃｌ2，ＣＨ
2Ｉ2，ＣＨ3Ｃｌ，ＣＨ3Ｂｒ，ＣＨ3Ｉ，ＣＨＣｌ3，Ｃ
ＨＢｒ3，ＣＨＩ3のうちいずれか１つを用いても同様な
効果を得ることができる。
【００２０】図２に示すように、本発明品を液晶プロジ
ェクタに光源として組み込んだところ、寿命、輝度、発
光スペクトル等、好適な結果を得ることができた。な
お、７は光源、８はミラー、９はＬＣＤ、１０はプリズ
ム、１１は投射レンズ、１２はスクリーンを示す。
ェクタに光源として組み込んだところ、寿命、輝度、発
光スペクトル等、好適な結果を得ることができた。な
お、７は光源、８はミラー、９はＬＣＤ、１０はプリズ
ム、１１は投射レンズ、１２はスクリーンを示す。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明の高圧水銀放電ラ
ンプは、高輝度で、かつ赤・緑・青のバランスのとれた
発光スペクトルが得られるとともに、点灯寿命４０００
時間以上の長寿命化を達成することができる。
ンプは、高輝度で、かつ赤・緑・青のバランスのとれた
発光スペクトルが得られるとともに、点灯寿命４０００
時間以上の長寿命化を達成することができる。
【図１】本発明の一実施の形態である高圧水銀放電ラン
プの正面図
プの正面図
【図２】液晶プロジェクタの概略図
１ 発光管 １ａ 発光部 ２ａ，２ｂ 電極 ３ 水銀 ４ａ，４ｂ 封止部 ５ａ，５ｂ 金属箔 ６ａ，６ｂ 外部導線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−52830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/88 H01J 61/10 - 61/33
Claims (3)
- 【請求項１】 内部に一対の電極が設けられており、点
灯動作電力をＷＬ（Ｗ）、かつ前記電極間距離をＬ（ｍ
ｍ）とした場合、ＷＬ／Ｌ≧８８の関係を満足する発光
管内に、始動用希ガスとともに点灯動作中に遊離ハロゲ
ンＣｌ，Ｂｒ，Ｉとなる封入物および、前記発光管の単
位体積当たり１００ｍｇ／ｃｍ3〜３５０ｍｇ／ｃｍ3の
水銀が封入されており、前記発光管の内径をφ（ｍｍ）
とした場合、１．２≦φ／（ＷＬ×１０-2＋３．２）≦
１．６の関係を満足することを特徴とする高圧水銀放電
ランプ。 - 【請求項２】 前記封入物がＣＨ2Ｃｌ2、ＣＨ2Ｂｒ2、
ＣＨ2Ｉ2、ＣＨ3Ｃｌ、ＣＨ3Ｂｒ、ＣＨ3Ｉ、ＣＨＣ
ｌ3、ＣＨＢｒ3、ＣＨＩ3のうちの一つであることを特
徴とする請求項１記載の高圧水銀放電ランプ。 - 【請求項３】 前記遊離ハロゲンＣｌ，Ｂｒ，Ｉが発光
管内に１０ -10 〜１０ -3 ｍｏｌ／ｃｍ3の範囲で存在する
ことを特徴とする請求項１記載の高圧水銀放電ランプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23934897A JP3307291B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 高圧水銀放電ランプ |
| US09/135,099 US6232720B1 (en) | 1997-09-04 | 1998-08-17 | High-pressure mercury vapor discharge lamp |
| DE69805582T DE69805582T2 (de) | 1997-09-04 | 1998-08-21 | Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe |
| EP98115816A EP0901151B1 (en) | 1997-09-04 | 1998-08-21 | High-pressure mercury vapor discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23934897A JP3307291B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 高圧水銀放電ランプ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001265545A Division JP2002075287A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 高圧水銀放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186796A JPH1186796A (ja) | 1999-03-30 |
| JP3307291B2 true JP3307291B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=17043417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23934897A Expired - Lifetime JP3307291B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 高圧水銀放電ランプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6232720B1 (ja) |
| EP (1) | EP0901151B1 (ja) |
| JP (1) | JP3307291B2 (ja) |
| DE (1) | DE69805582T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| TW468197B (en) | 1998-07-14 | 2001-12-11 | Ushio Electric Inc | High-pressure mercury lamp and high-pressure mercury lamp light emission device |
| DE60042943D1 (de) * | 1999-10-18 | 2009-10-22 | Panasonic Corp | Quecksilber-Hochdruckentladungslampe deren Schwärzung durch geringen Gehalt an Lithium, Natrium und Kalium verringert wird |
| US6705914B2 (en) * | 2000-04-18 | 2004-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming spherical electrode surface for high intensity discharge lamp |
| JP3327895B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2002-09-24 | 松下電器産業株式会社 | 高圧放電ランプ、当該ランプの製造方法および当該ランプの点灯方法並びに点灯装置 |
| JP3327896B2 (ja) * | 2000-05-12 | 2002-09-24 | 松下電器産業株式会社 | 高圧放電ランプ |
| DE10062974A1 (de) * | 2000-12-16 | 2002-06-20 | Philips Corp Intellectual Pty | Hochdruckgasentladungslampe und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE10063938A1 (de) | 2000-12-20 | 2002-07-04 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Kurzbogen-Hochdruckentladungslampe für digitale Projektionstechniken |
| US6578970B2 (en) | 2001-09-19 | 2003-06-17 | Advanced Radiation Corporation | Point-like lamp with anode chimney |
| JP3813981B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2006-08-23 | 松下電器産業株式会社 | 高圧放電ランプの製造方法 |
| WO2009115116A1 (de) * | 2008-03-19 | 2009-09-24 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Gasentladungslampe und verfahren zum herstellen einer gasentladungslampe |
| JP2014038696A (ja) * | 2010-12-08 | 2014-02-27 | Panasonic Corp | 高圧放電ランプ、ランプユニットおよび投射型画像表示装置 |
| JP5568192B1 (ja) * | 2014-04-10 | 2014-08-06 | フェニックス電機株式会社 | 高圧放電ランプ、およびその点灯方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54120973A (en) | 1978-03-10 | 1979-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | Lighting apparatus |
| DE3506295A1 (de) | 1985-02-22 | 1986-08-28 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München | Kompakte hochdruckentladungslampe |
| US4891555A (en) * | 1985-11-15 | 1990-01-02 | General Electric Company | Metal vapor discharge lamps |
| DE3813421A1 (de) | 1988-04-21 | 1989-11-02 | Philips Patentverwaltung | Hochdruck-quecksilberdampfentladungslampe |
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| US5107178A (en) * | 1990-01-16 | 1992-04-21 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Metal vapor discharge lamp filled with bismuth, mercury, a rare gas, iron and a halogen |
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