JPH048885B2 - - Google Patents
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- JPH048885B2 JPH048885B2 JP57209357A JP20935782A JPH048885B2 JP H048885 B2 JPH048885 B2 JP H048885B2 JP 57209357 A JP57209357 A JP 57209357A JP 20935782 A JP20935782 A JP 20935782A JP H048885 B2 JPH048885 B2 JP H048885B2
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- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超電導導体、及びその製作方法に係
り、特に常磁性塩類を第三の物質として含む超電
導導体、及びその製造方法に関するものである。
り、特に常磁性塩類を第三の物質として含む超電
導導体、及びその製造方法に関するものである。
最近、磁気閉込め方式の核融合装置や高エネル
ギー加速器においては超電導マグネツトを適用す
ることが考えられている。しかし、核融合装置に
おいて、プラズマと超電導マグネツトが実際に組
み合わされることを考えると、両者の相互作用、
例えば、プラズマを立ち上げるときの変流器コイ
ルからの急変する磁界(10〜50T/S)、乱流加
熱用コイルからの変動磁界(5000〜10000T/
S)、プラズマが突然に消失(デイスラプシヨン)
するときの変化磁界(数百〜数千T/S)などに
よる交流損失や、さらに炉が燃焼したときの放出
粒子による核加熱で超電導コイルが著しく加熱さ
れる可能性が極めて高く、超電導コイルが常電導
に転移する危険性がある。同様なことが高エネル
ギー加速器に使われる超電導マグネツトにおいて
も考えられる。すなわち、加速粒子が軌道をはず
れ、超電導マグネツトに入射するとき常電導に転
移する恐れがある。上記変動磁界は電磁気的にシ
ールドされ、核加熱や入射粒子はしかるべき遮蔽
体でシールドするよう配慮されることは当然のこ
とであるが、それでも完全にシールドしきれるも
のでないことを考えると、超電導体そのものの安
定性を確保すべく工夫を施さなければならない。
ギー加速器においては超電導マグネツトを適用す
ることが考えられている。しかし、核融合装置に
おいて、プラズマと超電導マグネツトが実際に組
み合わされることを考えると、両者の相互作用、
例えば、プラズマを立ち上げるときの変流器コイ
ルからの急変する磁界(10〜50T/S)、乱流加
熱用コイルからの変動磁界(5000〜10000T/
S)、プラズマが突然に消失(デイスラプシヨン)
するときの変化磁界(数百〜数千T/S)などに
よる交流損失や、さらに炉が燃焼したときの放出
粒子による核加熱で超電導コイルが著しく加熱さ
れる可能性が極めて高く、超電導コイルが常電導
に転移する危険性がある。同様なことが高エネル
ギー加速器に使われる超電導マグネツトにおいて
も考えられる。すなわち、加速粒子が軌道をはず
れ、超電導マグネツトに入射するとき常電導に転
移する恐れがある。上記変動磁界は電磁気的にシ
ールドされ、核加熱や入射粒子はしかるべき遮蔽
体でシールドするよう配慮されることは当然のこ
とであるが、それでも完全にシールドしきれるも
のでないことを考えると、超電導体そのものの安
定性を確保すべく工夫を施さなければならない。
従来の超電導導体は、一般にアルミニウムや銅
のような良導体である常電導体と、ニオブ・チタ
ンやニオブ3スズのような超電導体とで構成さ
れ、それらの断面積を比べると、前者は後者の数
倍から数十倍の範囲であつた。従つて、超電導導
体のもつ熱容量は常電導体の比熱と体積でほとん
ど決定される。
のような良導体である常電導体と、ニオブ・チタ
ンやニオブ3スズのような超電導体とで構成さ
れ、それらの断面積を比べると、前者は後者の数
倍から数十倍の範囲であつた。従つて、超電導導
体のもつ熱容量は常電導体の比熱と体積でほとん
ど決定される。
第1図a,bは従来の超電導導体を示す。第1
図aは断面円形状の超電導導体1を、第1図bは
断面矩形状の超電導導体1を示すが、いずれも超
電導体2の周囲を常電導体3で覆つて構成され
る。
図aは断面円形状の超電導導体1を、第1図bは
断面矩形状の超電導導体1を示すが、いずれも超
電導体2の周囲を常電導体3で覆つて構成され
る。
このような第1図a,bに示す超電導導体1
は、超電導体2がニオブ・チタン、常電導体3が
銅であり、ニオブ・チタンを銅の重量比を1:20
とし、冷媒温度(通常液体ヘリウムが使われる)
を4.2K、ニオブ・チタンの臨界温度を10Kとした
とき、超電導導体1のもつ熱容量は〜3mJ/gで
ある。すなわち、瞬間的に断熱的にこれだけ入熱
があると、この超電導導体1は常電導に転移して
しまう。ところが、上記の諸現象によつて超電導
導体1に入る熱量は、炉の運転条件や炉自体の規
模にもよるが、上記値を上廻ることがあり、炉に
超電導コイルを適用するが非常に難しいものとな
る。
は、超電導体2がニオブ・チタン、常電導体3が
銅であり、ニオブ・チタンを銅の重量比を1:20
とし、冷媒温度(通常液体ヘリウムが使われる)
を4.2K、ニオブ・チタンの臨界温度を10Kとした
とき、超電導導体1のもつ熱容量は〜3mJ/gで
ある。すなわち、瞬間的に断熱的にこれだけ入熱
があると、この超電導導体1は常電導に転移して
しまう。ところが、上記の諸現象によつて超電導
導体1に入る熱量は、炉の運転条件や炉自体の規
模にもよるが、上記値を上廻ることがあり、炉に
超電導コイルを適用するが非常に難しいものとな
る。
このような問題に対処したものとして、第2図
a,bに示すものが提案されている。即ち、第2
図a,bに示す超電導導体1は、第1図a,bに
対応するものであるが、超電導導体1の極低温に
おける熱容量を大幅に増大させるために、常磁性
塩類4を超電導導体1の構成物質として加えたも
のである。第2図aは超電導体2と常電導体3と
の間に常磁性塩類4を設置したもの、第2図bは
断面矩形状の長辺方向の超電導体2と常電導体3
との間に常磁性塩類4を設置したものである。こ
の常磁性塩類4は、電気的には絶縁体で、熱的に
は良導体ではない。代表的なものとして
Ho2Ti2O7,MnNH4 Tutton塩,FeNH4明ばん,
CrK明ばんなどがある。この後三者は1K以下で
磁化に伴う比熱が極めて大きく、銅の比熱の数百
倍から数千倍に達し、断熱消磁法の冷媒体として
使用されている。また、超電導コイルは通常
4.2Kで使用されることが多く、時には1.8Kで使
用されることもあるが、この附近の温度領域で
Ho2Ti2O7を使うと銅に比べ比熱は〜100倍もあ
り、超電導導体の熱容量を大幅に改善できる。と
ころが、通常、常磁性塩類4は無機の結晶体で吸
湿性が強く、極めてもろく、金属と一緒に線材の
ような形に加工成形することは極めて困難であ
る。特に、第2図a,bのように、超電導導体1
の中央付近に常磁性塩類4を配置して線引き加工
すると、断面内の均質性を保つことが極めて困難
で伸線加工中の断線の原因になつたり、超電導特
性にばらつきが生ずる原因になり、ほとんど実用
性にとぼしかつた。
a,bに示すものが提案されている。即ち、第2
図a,bに示す超電導導体1は、第1図a,bに
対応するものであるが、超電導導体1の極低温に
おける熱容量を大幅に増大させるために、常磁性
塩類4を超電導導体1の構成物質として加えたも
のである。第2図aは超電導体2と常電導体3と
の間に常磁性塩類4を設置したもの、第2図bは
断面矩形状の長辺方向の超電導体2と常電導体3
との間に常磁性塩類4を設置したものである。こ
の常磁性塩類4は、電気的には絶縁体で、熱的に
は良導体ではない。代表的なものとして
Ho2Ti2O7,MnNH4 Tutton塩,FeNH4明ばん,
CrK明ばんなどがある。この後三者は1K以下で
磁化に伴う比熱が極めて大きく、銅の比熱の数百
倍から数千倍に達し、断熱消磁法の冷媒体として
使用されている。また、超電導コイルは通常
4.2Kで使用されることが多く、時には1.8Kで使
用されることもあるが、この附近の温度領域で
Ho2Ti2O7を使うと銅に比べ比熱は〜100倍もあ
り、超電導導体の熱容量を大幅に改善できる。と
ころが、通常、常磁性塩類4は無機の結晶体で吸
湿性が強く、極めてもろく、金属と一緒に線材の
ような形に加工成形することは極めて困難であ
る。特に、第2図a,bのように、超電導導体1
の中央付近に常磁性塩類4を配置して線引き加工
すると、断面内の均質性を保つことが極めて困難
で伸線加工中の断線の原因になつたり、超電導特
性にばらつきが生ずる原因になり、ほとんど実用
性にとぼしかつた。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、常磁性塩類を用いた超電導
導体の伸線加工を可能とし、かつ、超電導特性に
ばらつきがない超電導導体及びその製造方法を提
供するにある。
目的とするところは、常磁性塩類を用いた超電導
導体の伸線加工を可能とし、かつ、超電導特性に
ばらつきがない超電導導体及びその製造方法を提
供するにある。
本発明は、超電導体と常電導体とからなる複合
超電導導体に該導体の極低温における熱容量を増
大させるために設けられた常磁性塩類と、常電導
体材料を超電導体導体の長手方向に交互に配置し
た複合超電導導体に関するものである。
超電導導体に該導体の極低温における熱容量を増
大させるために設けられた常磁性塩類と、常電導
体材料を超電導体導体の長手方向に交互に配置し
た複合超電導導体に関するものである。
すなわち、本発明は超電導体と、該超電導体の
安定化を図るための常電導体とからなる複合超電
導導体に、該導体の極低温における熱容量を増大
させるための常磁性塩類を備えてなる超電導導体
において、前記常磁性塩類は前記超電導体をはさ
むように該導体の長手方向に延びた常電導体片に
隣接し、かつ該常磁性塩類と常電導体材料とが長
手方向に交互に配置されている超電導導体を提供
するものである。
安定化を図るための常電導体とからなる複合超電
導導体に、該導体の極低温における熱容量を増大
させるための常磁性塩類を備えてなる超電導導体
において、前記常磁性塩類は前記超電導体をはさ
むように該導体の長手方向に延びた常電導体片に
隣接し、かつ該常磁性塩類と常電導体材料とが長
手方向に交互に配置されている超電導導体を提供
するものである。
上記において、前記超電導体と常電導体は長手
方向に直角の断面が円形状をなし、該超電導体周
囲の長手方向に常磁性塩類と常電導体材料を交互
に配置してもよい。
方向に直角の断面が円形状をなし、該超電導体周
囲の長手方向に常磁性塩類と常電導体材料を交互
に配置してもよい。
また、前記超電導体と常電導体は長手方向に直
角の断面が円形状をなし、該超電導体周囲の長手
方向に常電導体材料を螺旋状に配置して形成され
空間に前記常磁性塩類を充填してもよい。
角の断面が円形状をなし、該超電導体周囲の長手
方向に常電導体材料を螺旋状に配置して形成され
空間に前記常磁性塩類を充填してもよい。
更に、前記常電導体のほぼ中央部に配置された
超電導体の長手方向に直角の断面が矩形状であつ
て、前記超電導体と常電導体との間に、前記常磁
性塩類と常電導体材料を交互に配置してもよい。
超電導体の長手方向に直角の断面が矩形状であつ
て、前記超電導体と常電導体との間に、前記常磁
性塩類と常電導体材料を交互に配置してもよい。
本発明によれば、超電導体とこれを覆う常電導
体との間の空間に、常磁性塩類と常電導体材料を
挿入し加圧充填した後一端を封じ真空排気し、そ
の後他端も封じて原型導体を完成し、これを伸線
加工する超電導導体の製作方法が提供される。
体との間の空間に、常磁性塩類と常電導体材料を
挿入し加圧充填した後一端を封じ真空排気し、そ
の後他端も封じて原型導体を完成し、これを伸線
加工する超電導導体の製作方法が提供される。
以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。
第3図a,bに本発明の超電導導体の一実施例
を示す。第3図aは断面円形、第3図bは断面矩
形状の実施例であり、いずれの場合も超電導体2
と常電導体3、及び常磁性塩類4との組合せで構
成されるが、本実施例では常磁性塩類4を常電導
体片5と長手方向に交互に積層して超電導導体1
を形成している。
を示す。第3図aは断面円形、第3図bは断面矩
形状の実施例であり、いずれの場合も超電導体2
と常電導体3、及び常磁性塩類4との組合せで構
成されるが、本実施例では常磁性塩類4を常電導
体片5と長手方向に交互に積層して超電導導体1
を形成している。
このような本実施例の構成とすることにより、
常磁性塩類4を用いたことによる熱容量の改善と
いう当初の目的が達成されることは勿論、常電導
体片5と交互に積層されていることより伸線加工
が容易になると共に、断線や線径のむらの発生が
ほとんどど解消され、従つて、超電導特性にばら
つきがないので実現性の高い超電導導体が得られ
る。特に、これを超電導マグネツトに適用すれば
数J/g程度の発熱があつても、導体の温度上昇
を小さく抑えることができ、急激な冷媒の蒸発を
伴うことなく、安定な超電導マグネツト・システ
ムを得ることができるため、核融合炉や高エネル
ギー加速器に超電導マグネツトが適用すれば、か
かる超電導導体を用いたマグネツトは極めて有用
となる。
常磁性塩類4を用いたことによる熱容量の改善と
いう当初の目的が達成されることは勿論、常電導
体片5と交互に積層されていることより伸線加工
が容易になると共に、断線や線径のむらの発生が
ほとんどど解消され、従つて、超電導特性にばら
つきがないので実現性の高い超電導導体が得られ
る。特に、これを超電導マグネツトに適用すれば
数J/g程度の発熱があつても、導体の温度上昇
を小さく抑えることができ、急激な冷媒の蒸発を
伴うことなく、安定な超電導マグネツト・システ
ムを得ることができるため、核融合炉や高エネル
ギー加速器に超電導マグネツトが適用すれば、か
かる超電導導体を用いたマグネツトは極めて有用
となる。
尚、上記実施例における常電導体片5は、その
外側に配置される常電導体3と同一物質か、もし
くはそれより延性のよいものが望ましい。また、
かかる配置構成をとることにより、常磁性塩類4
の吸湿性の欠点を解消でき、構つ、常磁性塩類4
で囲まれた内部の超電導体2が熱的に外部と接続
され熱放散が良好になり、超電導導体1の特性を
著しく改善できる。
外側に配置される常電導体3と同一物質か、もし
くはそれより延性のよいものが望ましい。また、
かかる配置構成をとることにより、常磁性塩類4
の吸湿性の欠点を解消でき、構つ、常磁性塩類4
で囲まれた内部の超電導体2が熱的に外部と接続
され熱放散が良好になり、超電導導体1の特性を
著しく改善できる。
次に、本発明の他の実施例を第4図に示す。該
図の実施例は、第3図における常電導体片5を螺
線状にし、そのピツチの空間部分に常磁性塩類4
を充填したことが特徴である。第3図に比べ、更
に伸線加工が容易になり、断線の確率が低下し、
線径むらも少なくすることができるし、線材をツ
イスト加工する時にも線径むらの発生を著しく抑
制できる利点がある。
図の実施例は、第3図における常電導体片5を螺
線状にし、そのピツチの空間部分に常磁性塩類4
を充填したことが特徴である。第3図に比べ、更
に伸線加工が容易になり、断線の確率が低下し、
線径むらも少なくすることができるし、線材をツ
イスト加工する時にも線径むらの発生を著しく抑
制できる利点がある。
次に、上記した実施例における超電導導体の製
作方法の例について説明する。
作方法の例について説明する。
まず、伸線に入る前の段階で、常電導体3と超
電導体2(一部分常電導体を含む)の間の空間に
常磁性塩類4と常電導体片5を挿入し加圧充填
し、その後、一端を封じ真空排気し、更にその後
他端も封じて原型導体を完成し、これを伸線加工
することにより、上記した超電導導体が得られ
る。特に超電導導体1が第3図bの如く平角断面
を有する場合の製法は多種考えられるが、基本的
には常電導体3と超電導体2との間に設けられた
穴に常磁性塩類4と常電導体片5を交互につめて
これを平角状に伸線加工することで得られるが、
常電導体3と常電性塩類4を一つの要として構成
し、一部分常電導体をふくむ超電導体2をもう一
つの要素として構成し、それぞれを最終寸法、ま
たは途中寸法まで伸線加工し複合化してもよい。
尚、途中寸法まで伸線加工し複合化した場合は、
複合化のあと更に伸線加工して最終寸法に仕上げ
る。また、特に実施例に示さなかつたが、製作工
程上必要となる第4の常電導体を備えたものであ
つても本発明に含まれることは言うまでもない。
電導体2(一部分常電導体を含む)の間の空間に
常磁性塩類4と常電導体片5を挿入し加圧充填
し、その後、一端を封じ真空排気し、更にその後
他端も封じて原型導体を完成し、これを伸線加工
することにより、上記した超電導導体が得られ
る。特に超電導導体1が第3図bの如く平角断面
を有する場合の製法は多種考えられるが、基本的
には常電導体3と超電導体2との間に設けられた
穴に常磁性塩類4と常電導体片5を交互につめて
これを平角状に伸線加工することで得られるが、
常電導体3と常電性塩類4を一つの要として構成
し、一部分常電導体をふくむ超電導体2をもう一
つの要素として構成し、それぞれを最終寸法、ま
たは途中寸法まで伸線加工し複合化してもよい。
尚、途中寸法まで伸線加工し複合化した場合は、
複合化のあと更に伸線加工して最終寸法に仕上げ
る。また、特に実施例に示さなかつたが、製作工
程上必要となる第4の常電導体を備えたものであ
つても本発明に含まれることは言うまでもない。
常電導体材料と常磁性塩類とを交互に配置した
ので伸線加工が可能となり、断線や線径のむらの
発生がほとんど解消される。
ので伸線加工が可能となり、断線や線径のむらの
発生がほとんど解消される。
第1図、及び第2図は従来の超電導導体を示
し、aは断面円形状、bは断面矩形状の斜視図、
第3図は本発明の超電導導体の一実施例を示し、
aは断面円形状、bは断面矩形状のものを断面し
て示す斜視図、第4図は本発明の他の実施例を示
し、断面円形状のものを一部破断して示す斜視図
である。 1…超電導導体、2…超電導体、3…常電導
体、4…常磁性塩類、5…常電導体片。
し、aは断面円形状、bは断面矩形状の斜視図、
第3図は本発明の超電導導体の一実施例を示し、
aは断面円形状、bは断面矩形状のものを断面し
て示す斜視図、第4図は本発明の他の実施例を示
し、断面円形状のものを一部破断して示す斜視図
である。 1…超電導導体、2…超電導体、3…常電導
体、4…常磁性塩類、5…常電導体片。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 超電導体と、該超電導体の安定化を図るため
の常電導体とからなる複合超電導導体に、該導体
の極低温における熱容量を増大させるための常磁
性塩類を備えてなる超電導導体において、前記常
磁性塩類は前記超電導体をはさむように該導体の
長手方向に延びた常電導体片に隣接し、かつ該常
磁性塩類と常電導体材料とが長手方向に交互に配
置されていることを特徴とする超電導導体。 2 前記超電導体と常電導体は長手方向に直角の
断面が円形状をなし、該超電導体周囲の長手方向
に常磁性塩類と常電導体材料を交互に配置したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超電
導導体。 3 前記超電導体と常電導体は長手方向に直角の
断面が円形状をなし、該超電導体周囲の長手方向
に常電導体材料を螺旋状に配置して形成され空間
に前記常磁性塩類を充填したことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の超電導導体。 4 前記常電導体のほぼ中央部に配置された超電
導体の長手方向に直角の断面が矩形状であつて、
前記超電導体と常電導体との間に、前記常磁性塩
類と常電導体材料を交互に配置したことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の超電導導体。 5 超電導体とこれを覆う常電導体との間の空間
に、常磁性塩類と常電導体材料を挿入し加圧充填
した後一端を封じ真空排気し、その後他端も封じ
て原型導体を完成し、これを伸線加工することを
特徴とする超電導導体の製作方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57209357A JPS59101704A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 超電導導体及びその製作方法 |
US06/556,048 US4543449A (en) | 1982-12-01 | 1983-11-29 | Superconducting wire and method of producing the same |
DE8383112020T DE3367140D1 (en) | 1982-12-01 | 1983-11-30 | Superconducting wire and method of producing the same |
EP83112020A EP0110400B1 (en) | 1982-12-01 | 1983-11-30 | Superconducting wire and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57209357A JPS59101704A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 超電導導体及びその製作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59101704A JPS59101704A (ja) | 1984-06-12 |
JPH048885B2 true JPH048885B2 (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=16571602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57209357A Granted JPS59101704A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 超電導導体及びその製作方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4543449A (ja) |
EP (1) | EP0110400B1 (ja) |
JP (1) | JPS59101704A (ja) |
DE (1) | DE3367140D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT381596B (de) * | 1984-11-14 | 1986-11-10 | Plansee Metallwerk | Verfahren zur herstellung eines supraleitenden drahtes unter verwendung von chevrel-phasen |
US4965249A (en) * | 1987-10-02 | 1990-10-23 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a superconducting wire |
JPH0713888B2 (ja) * | 1989-03-27 | 1995-02-15 | 工業技術院長 | 超電導線 |
WO2006035065A2 (de) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbunddraht zum wickeln einer magnetspule, verfahren zu seiner herstellung und magnetspule |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4936798A (ja) * | 1972-08-10 | 1974-04-05 | ||
JPS527660B2 (ja) * | 1972-08-23 | 1977-03-03 | ||
US4171464A (en) * | 1977-06-27 | 1979-10-16 | The United State of America as represented by the U. S. Department of Energy | High specific heat superconducting composite |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP57209357A patent/JPS59101704A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-29 US US06/556,048 patent/US4543449A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-11-30 EP EP83112020A patent/EP0110400B1/en not_active Expired
- 1983-11-30 DE DE8383112020T patent/DE3367140D1/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0110400A3 (en) | 1984-10-03 |
EP0110400A2 (en) | 1984-06-13 |
EP0110400B1 (en) | 1986-10-22 |
DE3367140D1 (en) | 1986-11-27 |
US4543449A (en) | 1985-09-24 |
JPS59101704A (ja) | 1984-06-12 |
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