JPH0531120B2 - - Google Patents
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- JPH0531120B2 JPH0531120B2 JP57037961A JP3796182A JPH0531120B2 JP H0531120 B2 JPH0531120 B2 JP H0531120B2 JP 57037961 A JP57037961 A JP 57037961A JP 3796182 A JP3796182 A JP 3796182A JP H0531120 B2 JPH0531120 B2 JP H0531120B2
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- radioactive waste
- solidifying
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Classifications
-
- 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
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/008—Apparatus specially adapted for mixing or disposing radioactively contamined material
-
- G—PHYSICS
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- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
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- G21F9/30—Processing
- G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
- G21F9/302—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子力発電所等から発生する放射性廃
棄物の処理方法に係り、特にペレツト状放射性廃
棄物に好適な固化方法に関する。
棄物の処理方法に係り、特にペレツト状放射性廃
棄物に好適な固化方法に関する。
原子力発電所等の運転に伴い種々の放射性廃棄
物が発生するが、これらの放射性廃棄物を減容
し、更に、ドラム缶等の固化容器に安定に固化す
ることは、施設内の保管スペースを確保する点で
重要であるのみならず、安全上の点や、将来の最
終処分法の一つである陸地保管及び陸地処分上、
不可欠な要素である。
物が発生するが、これらの放射性廃棄物を減容
し、更に、ドラム缶等の固化容器に安定に固化す
ることは、施設内の保管スペースを確保する点で
重要であるのみならず、安全上の点や、将来の最
終処分法の一つである陸地保管及び陸地処分上、
不可欠な要素である。
例えば、放射性廃棄物を減容する方法の一つと
して、沸騰水型原子力発電所から発生する主要な
廃棄物である再生廃液（主成分、硫酸ナトリウ
ム）や、廃イオン交換樹脂スラリーを遠心薄膜乾
燥機等の乾燥機で乾燥粉末化した後、ブリケツテ
イング機等の造粒機を用いてペレツト化すること
で、廃棄物量を大巾に減容することが試みられて
いる。この方法によれば、廃液やスラリーを直接
セメントにより固化する方法（所謂セメント固化
法）に比べ約1/8に減容できることが確認されて
いる。しかしながら、このように大幅に減容でき
る方法においても、セメント等の水硬性の充填剤
では安定な固化体を形成できないという問題があ
る。これはセメントが水と混合して用いられるた
め、ペレツトの乾燥粉末に水が吸収され、ペレツ
トの膨潤、溶解現象が生ずるためである。このた
め、水を使用しなくてよい充填剤、例えばアスフ
アルト、プラスチツク等を用いて、固化する方法
が試みられていた。しかしながら、これらの固化
方法では、高温での操作が必要であつたり、充填
剤そのものが極めて高価である等の多くの欠点が
あつた。
して、沸騰水型原子力発電所から発生する主要な
廃棄物である再生廃液（主成分、硫酸ナトリウ
ム）や、廃イオン交換樹脂スラリーを遠心薄膜乾
燥機等の乾燥機で乾燥粉末化した後、ブリケツテ
イング機等の造粒機を用いてペレツト化すること
で、廃棄物量を大巾に減容することが試みられて
いる。この方法によれば、廃液やスラリーを直接
セメントにより固化する方法（所謂セメント固化
法）に比べ約1/8に減容できることが確認されて
いる。しかしながら、このように大幅に減容でき
る方法においても、セメント等の水硬性の充填剤
では安定な固化体を形成できないという問題があ
る。これはセメントが水と混合して用いられるた
め、ペレツトの乾燥粉末に水が吸収され、ペレツ
トの膨潤、溶解現象が生ずるためである。このた
め、水を使用しなくてよい充填剤、例えばアスフ
アルト、プラスチツク等を用いて、固化する方法
が試みられていた。しかしながら、これらの固化
方法では、高温での操作が必要であつたり、充填
剤そのものが極めて高価である等の多くの欠点が
あつた。
このようなことから、ペレツト状放射性廃棄物
に対して操作性が良く、安価で、且つ長期保管時
の安定性に優れた充填剤（固化剤）による固化方
法が要望されている。
に対して操作性が良く、安価で、且つ長期保管時
の安定性に優れた充填剤（固化剤）による固化方
法が要望されている。
そこで、本発明者等は、特願昭56−80972にお
いて、従来から水ガラスとして知られているケイ
酸アルカリ溶液による固化法を提案したが、先願
発明においては以下に述べる方法において固化を
行なつている。即ち、ケイ酸アルカリ溶液に含ま
れる水分や硬化反応の際生成する反応生成水によ
るペレツトの膨潤、溶解を防止するため、ポルト
ランドセメント等の吸水剤を同時に添加すること
により、良好なペレツト状放射性廃棄物の固化体
を得る方法である。第１図はこの固化体を得る方
法を示した概略説明図であり、M2Ｏ・mSiO2・
xH2Ｏの形で表わされるケイ酸ナトリウム溶液
（水分量40〜80重量％）１に、MOm／２・nP2O5
の形で表わされる無機質リン酸化合物粉末２を硬
化剤として加え、ポルトランドセメント３を吸水
剤として同時に添加し、混合機４により混合した
ものを、ドラム缶５内に設けられたかご６内に充
填された放射性廃棄物ペレツト７間の空隙に流入
させることにより、良好な固体化を行ない得るこ
とを明らかにした。
いて、従来から水ガラスとして知られているケイ
酸アルカリ溶液による固化法を提案したが、先願
発明においては以下に述べる方法において固化を
行なつている。即ち、ケイ酸アルカリ溶液に含ま
れる水分や硬化反応の際生成する反応生成水によ
るペレツトの膨潤、溶解を防止するため、ポルト
ランドセメント等の吸水剤を同時に添加すること
により、良好なペレツト状放射性廃棄物の固化体
を得る方法である。第１図はこの固化体を得る方
法を示した概略説明図であり、M2Ｏ・mSiO2・
xH2Ｏの形で表わされるケイ酸ナトリウム溶液
（水分量40〜80重量％）１に、MOm／２・nP2O5
の形で表わされる無機質リン酸化合物粉末２を硬
化剤として加え、ポルトランドセメント３を吸水
剤として同時に添加し、混合機４により混合した
ものを、ドラム缶５内に設けられたかご６内に充
填された放射性廃棄物ペレツト７間の空隙に流入
させることにより、良好な固体化を行ない得るこ
とを明らかにした。
しかしながら、この方法においても、液状のケ
イ酸アルカリ溶液と粉末状の硬化剤及び吸水剤を
混合する必要があること、粉末と液体を均一に混
合するには比較的煩雑な操作が必要となること、
また、ある程度以上の水分、通常40重量％以上の
水分が存在しないと流動性が極めて悪くなりドラ
ム缶内へ流入させることが困難となつて固化でき
なくなり、ペレツトの膨潤、溶解を防止するには
吸水剤が必要であること等の難点がある。
イ酸アルカリ溶液と粉末状の硬化剤及び吸水剤を
混合する必要があること、粉末と液体を均一に混
合するには比較的煩雑な操作が必要となること、
また、ある程度以上の水分、通常40重量％以上の
水分が存在しないと流動性が極めて悪くなりドラ
ム缶内へ流入させることが困難となつて固化でき
なくなり、ペレツトの膨潤、溶解を防止するには
吸水剤が必要であること等の難点がある。
本発明の目的は、耐火性や経済性等に優れた無
機固化剤（ケイ酸アルカリ溶液等）を充填剤とし
てペレツトを固化する場合において、ペレツトの
膨潤、溶解を抑制し、かつ固化操作における操作
性を向上させることができる放射性廃棄物の固化
方法を提供することにある。
機固化剤（ケイ酸アルカリ溶液等）を充填剤とし
てペレツトを固化する場合において、ペレツトの
膨潤、溶解を抑制し、かつ固化操作における操作
性を向上させることができる放射性廃棄物の固化
方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、水を含
有する若しくは水と混合される無機固化剤（例え
ばケイ酸アルカリ）を主たる充填剤として用い、
該充填剤に流動性を向上せしめる物質（以下流動
化剤と称する）を添加して放射性廃棄物ペレツト
を容器内で固化することを特徴とする。
有する若しくは水と混合される無機固化剤（例え
ばケイ酸アルカリ）を主たる充填剤として用い、
該充填剤に流動性を向上せしめる物質（以下流動
化剤と称する）を添加して放射性廃棄物ペレツト
を容器内で固化することを特徴とする。
また、充填剤を粉末状態で準備し、容器に充填
する前に水と混合して容器に充填することにより
操作性がさらに向上する。
する前に水と混合して容器に充填することにより
操作性がさらに向上する。
次に、無機固化剤としてケイ酸アルカリを用い
る場合を例にとつて本発明を詳細に説明する。
る場合を例にとつて本発明を詳細に説明する。
近年、土木、建築分野において、モルタル及び
コンクリートを施工する際に、コンクリートに所
定の強度を持たせるために、水分量を減らしても
十分な流動性が得られる減水剤と称される流動化
剤が用いられている。（特許第485391号及び特公
48−9564）に着目し、所謂水ガラスを用いるペレ
ツト状放射性廃棄物固化へこの流動化剤を適用す
ることを試みた。この結果、従来はドラム缶に流
入させるため最低限必要な粘度103CP（センチポ
アズ）を得るために50〜60重量％の水分が必要で
あつたが、前記流動化剤を用いることにより溶液
中の水分を20重量％以下で充分な流動性を確保で
き、ドラム缶内に注入固化させることが可能とな
ることを見出した。しかも、水分量を減少させる
ことにより従来は必要であつた吸水剤の添加も不
用となることを同時に見出した。
コンクリートを施工する際に、コンクリートに所
定の強度を持たせるために、水分量を減らしても
十分な流動性が得られる減水剤と称される流動化
剤が用いられている。（特許第485391号及び特公
48−9564）に着目し、所謂水ガラスを用いるペレ
ツト状放射性廃棄物固化へこの流動化剤を適用す
ることを試みた。この結果、従来はドラム缶に流
入させるため最低限必要な粘度103CP（センチポ
アズ）を得るために50〜60重量％の水分が必要で
あつたが、前記流動化剤を用いることにより溶液
中の水分を20重量％以下で充分な流動性を確保で
き、ドラム缶内に注入固化させることが可能とな
ることを見出した。しかも、水分量を減少させる
ことにより従来は必要であつた吸水剤の添加も不
用となることを同時に見出した。
従つて本発明の方法では、従来の水溶液状のケ
イ酸アルカリ溶液に代り、最近市販され始めてい
る粉末状のケイ酸アルカリ（従来のものから水分
を飛ばしたもの）に粉末状の硬化剤を予め混合
し、これに20重量％程度の水と0.1重量％程度の
流動化剤を添加混合することにより、容易にペレ
ツト状放射性廃棄物を固化することができる。な
お、流動化剤としては、一般にナフタリンスルホ
ン酸ホルムアルデヒドの高縮合物を用い、これに
より、ケイ酸アルカリ粉末及び硬化剤粉末に均一
な水膜を形成せしめ、界面電気現象により分散性
を向上させ流動性を向上させることができる。
イ酸アルカリ溶液に代り、最近市販され始めてい
る粉末状のケイ酸アルカリ（従来のものから水分
を飛ばしたもの）に粉末状の硬化剤を予め混合
し、これに20重量％程度の水と0.1重量％程度の
流動化剤を添加混合することにより、容易にペレ
ツト状放射性廃棄物を固化することができる。な
お、流動化剤としては、一般にナフタリンスルホ
ン酸ホルムアルデヒドの高縮合物を用い、これに
より、ケイ酸アルカリ粉末及び硬化剤粉末に均一
な水膜を形成せしめ、界面電気現象により分散性
を向上させ流動性を向上させることができる。
第２図は、上記ケイ酸ナトリウム溶液中の水分
とその粘度及び水分とペレツトの溶解度の関係を
示したものである。即ち、流動化剤を添加しない
Ａでは、60重量％以上の水分が存在しないと固化
操作上必要な103CPという粘度を得ることができ
ないと共に、ペレツトの溶解度も大きくなるため
吸水剤が必須となる。しかし、本発明の方法によ
る流動化剤を用いたＢの場合は、20重量％程度で
十分な流動性を有し、且つ、ペレツトの溶解度も
１〜２％以下と極めて少ないため、吸水剤は不要
となることが分る。即ち、本発明では、ケイ酸ア
ルカリによる固化方法を採り、且つ必要な水分量
を減少させ煩雑な操作の原因である吸水剤を不要
とする流動化剤を添加することにより、放射性廃
棄物ペレツトの経済性、耐候性及び操作性を向上
させる効果がある。
とその粘度及び水分とペレツトの溶解度の関係を
示したものである。即ち、流動化剤を添加しない
Ａでは、60重量％以上の水分が存在しないと固化
操作上必要な103CPという粘度を得ることができ
ないと共に、ペレツトの溶解度も大きくなるため
吸水剤が必須となる。しかし、本発明の方法によ
る流動化剤を用いたＢの場合は、20重量％程度で
十分な流動性を有し、且つ、ペレツトの溶解度も
１〜２％以下と極めて少ないため、吸水剤は不要
となることが分る。即ち、本発明では、ケイ酸ア
ルカリによる固化方法を採り、且つ必要な水分量
を減少させ煩雑な操作の原因である吸水剤を不要
とする流動化剤を添加することにより、放射性廃
棄物ペレツトの経済性、耐候性及び操作性を向上
させる効果がある。
以下、本発明の一実施例を通常、放射性廃棄物
の固化に用いられる200ドラム缶で固化する場
合について、第３図に従つて説明する。
の固化に用いられる200ドラム缶で固化する場
合について、第３図に従つて説明する。
先ず、200ドラム缶５内に設けられたかご６
内に、Na2SO4を主成分とする放射性廃棄物ペレ
ツト７を約250kg充填する。次に、Na2O40％と
SiO260％のケイ酸ナトリウム粉末８とSiO2・nP2
O5で示される徐放出性無機質リン酸化合物であ
る硬化剤２を混合機９において混合する。次に、
これら粉末混合物に、水１０とナフタリンスルホ
ン酸ホルムアルデヒド高縮合物のNa塩である流
動化剤１１を加え、混合機１２において混合す
る。これらの配合比率は、ケイ酸ナトリウム：硬
化剤：水：流動化剤を、１：１：0.4：0.02とし
てある。このようにして混合した固化剤を上記
200ドラム缶５内に流入させ、放射性廃棄物ペ
レツト７間の空隙を埋めた後、減圧脱気して残留
している気泡を除去し、室温において放置し硬化
させる。なお、硬化は数時間で完了し、第４図で
示したような放射性廃棄物の固化体１３を得るこ
とができる。
内に、Na2SO4を主成分とする放射性廃棄物ペレ
ツト７を約250kg充填する。次に、Na2O40％と
SiO260％のケイ酸ナトリウム粉末８とSiO2・nP2
O5で示される徐放出性無機質リン酸化合物であ
る硬化剤２を混合機９において混合する。次に、
これら粉末混合物に、水１０とナフタリンスルホ
ン酸ホルムアルデヒド高縮合物のNa塩である流
動化剤１１を加え、混合機１２において混合す
る。これらの配合比率は、ケイ酸ナトリウム：硬
化剤：水：流動化剤を、１：１：0.4：0.02とし
てある。このようにして混合した固化剤を上記
200ドラム缶５内に流入させ、放射性廃棄物ペ
レツト７間の空隙を埋めた後、減圧脱気して残留
している気泡を除去し、室温において放置し硬化
させる。なお、硬化は数時間で完了し、第４図で
示したような放射性廃棄物の固化体１３を得るこ
とができる。
このようにして形成した固化体は、ペレツトの
吸水、膨潤によるクラツク発生もなく強度も十分
で、耐候性に優れ、且つ吸水剤を用いないため操
作性に優れ、また高価な充填剤等を使用していな
いため経済的にも優れる効果がある。
吸水、膨潤によるクラツク発生もなく強度も十分
で、耐候性に優れ、且つ吸水剤を用いないため操
作性に優れ、また高価な充填剤等を使用していな
いため経済的にも優れる効果がある。
なお、上記実施例では、予め放射性廃棄物ペレ
ツトをドラム缶５内に充填したが、放射性廃棄物
ペレツトとケイ酸ナトリウムと硬化剤と水と流動
化剤を混合し、ドラム缶内に充填しても同様の効
果を得ることができる。更に、前記実施例によれ
ば、Na2SO4を主成分とした放射性廃棄物ペレツ
トについて述べたが、廃イオン交換樹脂等のペレ
ツトについても同様な方法により同様な効果を有
することが確認されている。
ツトをドラム缶５内に充填したが、放射性廃棄物
ペレツトとケイ酸ナトリウムと硬化剤と水と流動
化剤を混合し、ドラム缶内に充填しても同様の効
果を得ることができる。更に、前記実施例によれ
ば、Na2SO4を主成分とした放射性廃棄物ペレツ
トについて述べたが、廃イオン交換樹脂等のペレ
ツトについても同様な方法により同様な効果を有
することが確認されている。
本発明によれば、無機固化剤（ケイ酸アルカリ
溶液等）を充填剤としてペレツトを固化する場合
において、ペレツトの膨潤、溶解を抑制し、かつ
固化操作における操作性を向上させることができ
る。
溶液等）を充填剤としてペレツトを固化する場合
において、ペレツトの膨潤、溶解を抑制し、かつ
固化操作における操作性を向上させることができ
る。
即ち、流動化剤を添加することによつて充填剤
中における水分量を低下させることができ、これ
によつてペレツトの膨潤、溶解を抑制することが
できる。また、水分量を低下させることによつて
生じる粘性の増加に伴う操作性の低下も流動化剤
を添加することによつて防止できるためペレツト
の膨潤、溶解の抑制効果を維持したまま操作性を
向上させることができる。
中における水分量を低下させることができ、これ
によつてペレツトの膨潤、溶解を抑制することが
できる。また、水分量を低下させることによつて
生じる粘性の増加に伴う操作性の低下も流動化剤
を添加することによつて防止できるためペレツト
の膨潤、溶解の抑制効果を維持したまま操作性を
向上させることができる。
第１図は従来の放射性廃棄物水ガラス固化法の
一例を示す説明図、第２図はケイ酸ナトリウム溶
液中の水分量と粘度及びペレツトの溶解度の関係
を示す線図、第３図は本発明の放射性廃棄物の固
化方法の一実施例を示す説明図、第４図は第３図
の実施例により固化された放射性廃棄物の一例を
示す部分切裁斜視図である。 ２……無機質リン酸化合物粉末、５……ドラム
缶、６……かご、７……放射性廃棄物ペレツト、
８……ケイ酸ナトリウム粉末、９，１２……混合
機、１０……水、１１……流動化剤、１３……固
化体。
一例を示す説明図、第２図はケイ酸ナトリウム溶
液中の水分量と粘度及びペレツトの溶解度の関係
を示す線図、第３図は本発明の放射性廃棄物の固
化方法の一実施例を示す説明図、第４図は第３図
の実施例により固化された放射性廃棄物の一例を
示す部分切裁斜視図である。 ２……無機質リン酸化合物粉末、５……ドラム
缶、６……かご、７……放射性廃棄物ペレツト、
８……ケイ酸ナトリウム粉末、９，１２……混合
機、１０……水、１１……流動化剤、１３……固
化体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 放射性廃棄物を固化する方法において、前記
放射性廃棄物は吸水性を有するペレツトであり、
粉末状態で準備されたケイ酸アルカリと該ケイ酸
アルカリと硬化作用を有する物質とを容器内に充
填される前に水と混合して固化剤を形成し、該固
化剤に流動性を向上せしめる物質を添加して前記
ペレツトを前記容器内に固化することを特徴とす
る放射性廃棄物の固化方法。 ２ 前記硬化作用を有する物質が無機質りん酸化
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の放射性廃棄物の固化方法。 ３ 前記ケイ酸アルカリと硬化作用を有する物質
との混合物中の水分量が、混合物100ｇ当たり20
ｇ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の放射性廃棄物の固化方法。 ４ 前記流動性を向上せしめる物質は、ナフタリ
ンスルホン酸ホルムアルデヒト高度縮合物である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３
項のいずれかに記載の放射性廃棄物の固化方法。 ５ 前記ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒト
高度縮合物の塩が未反応ナフタリンスルホン酸塩
を８％以下、且つ、５核体以上の高度縮合物塩を
70％以上有するナフタリンスルホン酸ホルムアル
デヒト高度縮合物のアルカリ金属塩又はアルカリ
土類金属塩であることを特徴とする特許請求の範
囲第４項に記載の放射性廃棄物の固化方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57037961A JPS58155398A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 放射性廃棄物の固化方法 |
| US06/473,864 US4581162A (en) | 1982-03-12 | 1983-03-10 | Process for solidifying radioactive waste |
| EP83102420A EP0089580B1 (en) | 1982-03-12 | 1983-03-11 | Process for solidifying radioactive waste |
| DE8383102420T DE3364613D1 (en) | 1982-03-12 | 1983-03-11 | Process for solidifying radioactive waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57037961A JPS58155398A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 放射性廃棄物の固化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155398A JPS58155398A (ja) | 1983-09-16 |
| JPH0531120B2 true JPH0531120B2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=12512150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57037961A Granted JPS58155398A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 放射性廃棄物の固化方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4581162A (ja) |
| EP (1) | EP0089580B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58155398A (ja) |
| DE (1) | DE3364613D1 (ja) |
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| JPS6159299A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-26 | 株式会社日立製作所 | 放射性廃棄物の処理方法および処理装置 |
| JPH0631850B2 (ja) * | 1985-02-08 | 1994-04-27 | 株式会社日立製作所 | 放射性廃液の処理処分方法 |
| JPH0646236B2 (ja) * | 1985-04-17 | 1994-06-15 | 株式会社日立製作所 | 放射性廃棄物の処理方法 |
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-
1982
- 1982-03-12 JP JP57037961A patent/JPS58155398A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-10 US US06/473,864 patent/US4581162A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-03-11 DE DE8383102420T patent/DE3364613D1/de not_active Expired
- 1983-03-11 EP EP83102420A patent/EP0089580B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0089580B1 (en) | 1986-07-23 |
| US4581162A (en) | 1986-04-08 |
| DE3364613D1 (en) | 1986-08-28 |
| JPS58155398A (ja) | 1983-09-16 |
| EP0089580A1 (en) | 1983-09-28 |
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