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高強度ニオブ3スズ線材の熱的安定性と冷凍機冷却マグネットへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 11555083
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東北大学

研究代表者

渡辺 和雄  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30143027)

研究分担者 櫻庭 順二  住友重機械工業(株), 綜合研究所, 主席研究員
淡路 智  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (10222770)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2000年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1999年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
キーワードNb_3Sn / CuNb / 高強度 / 熱的安定性 / 冷却安定性 / 超伝導マグネット / ヘリウムフリー / GM冷凍機
研究概要

CuNb/Nb_3Sn極細多芯線材によるテストコイルを作製して、液体ヘリウム中での侵漬冷却状態と真空中での伝導冷却状態での安定性状態を詳しく測定した。冷凍機冷却方式では最小クエンチエネルギーは液体ヘリウム使用の場合よりも1/3ほど低下すること、また逆に常伝導伝搬速度は3-4倍ほど大きくなることが分かった。これらの振る舞いは運転電流の負荷率に依存するが、冷凍機冷却方式の場合は特に負荷率依存性が強く現れることが特徴である。
リアクト・アンド・ワインド法によって作製したテストコイルによって大電磁応力の試験を行った。リアクトしたNb_3Sn線材を0.33%の曲げ歪みでコイルを巻き330Mpaに相当する電磁応力まで経験させたが、臨海電流特性に劣化がないことが分かった。この結果は、補強安定化CuNb/Nb_3Sn線材の国有特許内容を実証したことを意味する。
補強安定化CuNb/Nb_3Sn線材を用いて、コンパクトな大口径ヘリウムフリー超伝導マグネットと水冷マグネットを組合わせた世界初のヘリウムフリーハイブリッドマグネットの建設に着手した。360mm室温ボアに8Tを発生できるヘリウムフリー超伝導マグネットと15Tの水冷マグネットが組合わされて52mm室温ボアに23Tを発生できるハイブリッドマグネットとなる予定である。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (68件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (68件)

  • [文献書誌] K.Waanabe: "Advanced (Nb, Ti)_3Sn Superconducting Wire with Highly Strengthened and Good Conductive CuNb Composite Stabilizer"Mater. Sci. Forum. 308-311. 561-566 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Cryocooled Large Bore Superconductng Magnet for a Hybrid Magnet System Employing Highly Strengthened (Nb, Ti)_3Sn Wires with CuNb Stabilizer"IEEE Trans. Appl. Supercond. 9. 440-443 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Cryogenfree High Field Superconducting Magnets"IEEE Trans. Appl. Supercond. 10. 489-494 (2000)

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  • [文献書誌] K.Watanabe: "Activities in High Field Laboratory for Superconducting Materials at Sendai"IEEE Trans. Appl. Supercond. 10. 1560-1563 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaneko: "Stability of Nb_3Sn Wires With CuNb Reinforcing Stabilizer on Cryocooled Superconducting Magnet"IEEE Trans. Appl. Supercond. 10. 1235-1238 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Quench Behavior of Nb_3Sn Wires in a Cryocooled Superconducting Magnet"Adv. Cryo. Eng.. 46. 951-956 (2000)

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  • [文献書誌] G.Iwaki: "High Strength (Nb, Ti)_3Sn Superconducting Wire Reinforced by Nb/Cu Composite"Adv. Cryo. Eng.. 46. 981-988 (2000)

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  • [文献書誌] K.Watanabe: "Normal Zone Propagation Properties in a Cryogenfree Nb_3Sn Coil"Mass and Charge Transport in lnorganic Materials : Fundamentals to Devices. 1479-1485 (2000)

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  • [文献書誌] T.Murakami: "Two-Dimensional Quench Simulation of Composite CuNb/Nb_3Sn Conductors"Cryogenics. 40. 393-401 (2000)

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  • [文献書誌] 村上朝之: "複合CuNb/Nb_3Sn線のピンニング力に関する温度スケーリング"低温工学. 35. 298-304 (2000)

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  • [文献書誌] K.Goto: "Development of a CuNb Reinforced and Stabilized Nb_3Sn Coil for Cryocooled Superconducting Magnet System"IEEE Trans. Appl. Supercond. 11. 3623-3626 (2001)

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  • [文献書誌] S.Murase: "Normal Zone Propagation and Quench Characteristics of Nb_3Sn Wires With Jelly-Roll and In-Situ Processed CuNb Reinforcements"IEEE Trans. Appl. Supercond. 11. 3627-3630 (2001)

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  • [文献書誌] G.Iwaki: "Strain Effects of High Strength Nb_3Sn Wire Reinforced by Jelly-rolled Nb/Cu Composite and Modification of the Reinforcement"IEEE Trans. Appl. Supercond. 11. 3631-3634 (2001)

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  • [文献書誌] K.Watanabe: "Hybrid Magnets and Cryogen-Free Superconducting Magnets Developed at the High-Field Laboratory for Superconducting Materials"Physica B. 294-295. 541-546 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Development and Application of Multifilamentary (Nb, Ti)_3Sn Wires Stabilized with High Strength CuNb Composite"Proc. 38th Workshop of the INFN Eloisatron Project/Superconducting Materials for High Energy Colliders. 136-142 (2001)

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  • [文献書誌] K.Kasabe: "Stress/Strain Dependence of Critical Current in Nb_3Sn Superconductng Wires Stabilized with Cu-Nb Microcomposites"Cryogenics. 41. 9-14 (2001)

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  • [文献書誌] K.Watanabe: "Construction of the Cryogen-Free 23 T Hybrid Magnet"IEEE Trans. Appl. Supercond. (in press).

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  • [文献書誌] G.Nishijima: "Thermal Stability of Oxide Superconductor at Various Temperatures"IEEE Trans. Appl. Supercond. (in press).

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  • [文献書誌] S.Awaji: "Performance Test of a CuNb Reinforced (Nb, Ti)_3Sn Coil Fabricated by the React and Wind Method"IEEE Trans. Appl. Supercond. (in press).

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  • [文献書誌] H.Sakamoto: "(Nb, Ti)_3Sn Superconducting Wire with CuNb Reinforcing Stabilizer"IEEE Trans. Appl. Supercond. (in press).

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  • [文献書誌] K.Katagiri: "Materials Science in Static High Magnetic Fields, edited by K.WatanabeAnd M.Motokawa, Springer-Verlag, Berlin"Highly Strengthened Nb_3Sn Superconducting Wires. 325 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Watanabe: "Advanced (Nb,Ti)_3Sn Superconducting Wire with Highly Strengthened and Good Conductive CuNb Composite Stabilizer"Mater. Sci. Forum. 308-311. 561-566 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Watanabe: "Cryocooled Large Bore Superconducting Magnet for a Hybrid Magnet System Employing Highly Strengthened (Nb,Ti)_3Sn Wires with CuNb Stabilizer"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 9. 440-443 (1999)

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  • [文献書誌] K. Watanabe: "Cryogenfree High Field Superconducting Magnets"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 10. 489-494 (2000)

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  • [文献書誌] K. Watanabe: "Activities in High Field Laboratory for Superconducting Materials at Sendai"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 10. 1560-1563 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kaneko: "Stability of Nb_3Sn Wires with CuNb Reinforcing Stabilizer on Cryocooled Superconducting Magnet"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 10. 1235-1238 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Watanabe: "Quench Behavior of Nb_3Sn Wires in a Cryocooled Superconducting Magnet"Adv. Cryo. Eng.. 46. 951-956 (2000)

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  • [文献書誌] G. Iwaki: "High Strength (Nb,Ti)_3Sn Superconducting Wire Reinforced by Nb/Cu Composite"Adv. Cryo. Eng.. 46. 981-988 (2000)

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  • [文献書誌] K. Watanabe: "Normal Zone Propagation Properties in a Cryogenfree Nb_3Sn Coil"Mass and Charge Transport in Inorganic Materials : Fundamentals to Devices. 1479-1485 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Murakami: "Two-Dimensional Quench Simulation of Composite CuNb/Nb_3Sn Conductors"Cryogenics. 40. 393-401 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Murakami: "Temperature Scaling on Pinning Force of Composite CuNb/Nb_3Sn Wire (in Japanese)"Cryo. Eng.. 35. 298-304 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Goto: "Development of a CuNb Reinforced and Stabilized Nb_3Sn Coil for Cryocooled Superconducting Magnet System"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 3623-3626 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Murase: "Normal Zone Propagation and Quench Characteristics of Nb_3Sn Wires with Jelly-Roll and In-Situ Processed CuNb Reinforcements"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 3627-3630 (2001)

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  • [文献書誌] G. Iwaki: "Strain Effects of High Strength Nb_3Sn Wire Reinforced by Jelly-rolled Nb/Cu Composite and Modification of the Reinforcement"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 3631-3634 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Watanabe: "Hybrid Magnets and Cryogen-Free Superconducting Magnets Developed at the High-Field Laboratory for Superconducting Materials"Physica B. 294-295. 541-546 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Watanabe: "Development and Application of Multifilamentary (Nb,Ti)_3Sn Wires Stabilized with High Strength CuNb Composite"Proc. 38th Workshop of the INFN Eloisatron Project/Superconducting Materials for High Energy Colliders. 136-142 (2001)

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  • [文献書誌] K. Kasaba: "Stress/Strain Dependence of Critical Current in Nb_3Sn Superconducting Wires Stabilized with Cu-Nb Microcomposites - Effect of Nb Content"Cryogenic. 41. 9-14 (2001)

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  • [文献書誌] K. Katagiri: "Highly Strengthened Nb_3Sn Superconducting Wires, Materials Science in Static High Magnetic Fields"Materials Science in Static High Magnetic Fields, edited by K. Watanabe and M. Motokawa, Springer-Verlag, Berlin. 69-83 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Watanabe: "Construction of the Cryogen-Free 23 T Hybrid Magnet"IEEE Trans. Appl. Supercond.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G. Nishijima: "Thermal Stability of Oxide Superconductor at Various Temperatures"IEEE Trans. Appl. Supercond.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Awaji: "Performance Test of a CuNb Reinforced (Nb,Ti)_3Sn Coil Fabricated by the React and Wind Method"IEEE Trans. Appl. Supercond.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Sakamoto: "(Nb,Ti)_3Sn Superconducting Wire with CuNb Reinforcing Stabilizer"IEEE Trans. Appl. Supercond.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Goto: "Development of a CuNb Reinforced and Stabilized Nb_3Sn Coil for Cryocooled Superconducting Magnet System"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 3623-3626 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Murase: "Normal Zone Propagation and Quench Characteristics of Nb_3Sn Wires with Jelly-Roll and In-Situ Processed CuNb Reinforcements"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 3627-3630 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] G.Iwaki: "Strain Effects of High Strength Nb_3Sn Wire Reinforced by Jelly-Rolled Nb/Cu Composite and Modification of the Reinforcement"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 11. 3631-3634 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Hybrid Magnets and Cryogen-Free Superconducting Magnets Developed at the High-Field Laboratory for Superconducting Materials"Physica B. 294-295. 541-546 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Development and Application of Multifilamentary (Nb, Ti)_3 Sn Wires Stabilized with High Strength CuNb Composite"Proc. 38th Workshop of the INFN Eloisatron Project/Superconducting Materials for High Energy Colliders. 136-142 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kasaba: "Stress/Strain Dependence of Critical Current in Nb_3Sn Superconducting Wires Stabilized with Cu-Nb Microcomposites-Effect of Nb Content"Cryogenics. 41. 9-14 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Construction of the Cryogen-Free 23T Hybrid Magnets"IEEE Tran. Appl. Supercond.. (in press).

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] G.Nishijima: "Thermal Stability of Oxide Superconductor at Various Temperature"IEEE Trans. Appl. Supercond.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Awaji: "Performance Test of a CuNb Reinforced (Mb, Ti)_3 Sn Coil Fabricated by the React and Wind Method"IEEE Trans. Appl. Supercond.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sakamoto: "(Nb, Ti)_3 Sn Superconducting Wire with CuNb Reinforcing Stabilizer"IEEE Trans. Appl. Supercond.. (in Press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Katagiri: "Materias Science in Static High Magnetic Fields, edited by K.Watanabe And M.Motokawa, Springer-Verlag, Berlin"Highly Strengthened Nb_3Sn Superconducting Wires. 325 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Quench Behavior of Nb_3Sn Wires in a Cryocooled Superconducting Magnet"Adv.Cryo.Eng.. 46. 951-956. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G.Iwaki,: "High Strength (Nb,Ti)_3Sn Superconducting Wire Reinforced by Nb/Cu Composite"Adv.Cryo.Eng.. 46. 981-988. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Normal Zone Propagation Properties in a Cryogenfree Nb_3Sn Coil "Mass and Charge Transport in Inorganic Materials : Fundamentals to Devices Edited by P.Vincenzini and V.Buscaglia, Techna Srl,. 1479-1485. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 村上朝之: "複合CuNb/Nb_3Sn線のピンニング力に関する温度スケーリング"低温工学. 35. 298-304. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Murase,: "Normal Zone Propagation Characteristics of Nb_3Sn Wires with Jelly-Roll Processed and In-Situ Processed CuNb Reinforcements"ASC2000,Virginia-Beach. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G.Iwaki: "Strain Effects of High Strength Nb_3Sn Wire Reinforced by Jelly-rolled Nb/Cu Composite and Modification of the Reinforcement"ASC2000,Virginia-Beach. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Hybrid Magnets and Cryogenfree Superconducting Magnets Developed by High Field Laboratory for Superconducting Materials"RHMF. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Murakami: "Numerical Simulation on Quench Behavior of Composite CuNb/Nb_3Sn Wire"Cryogenics. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Katagiri: "Highly Strengthened Nb_3Sn Supercodnucting Wires"Adv.Materials Research. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 村上朝之: "ジェリーロール法CuNbで補強したNb_3Sn線の常伝導伝播特性"電気学会研究会論文. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kaneko: "Stability of NbX_3 Sn Wires with CuNb Reinforcing Stabilizer on Cryocooled Superconducting Magnet"MT-16, Jacksonville.. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Development of High Strength NbX_3Sn Superconducting Wires"38th INFN ELOISATRON Workshop, Elice. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Quench Behavior of Nb_<n3>Sn Wires in a Cryocooled Superconducting Magnet"CEC/ICNC, Montreal. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Cryocooled Large Bore Superconducting Magnet for a Hybrid Magnet System Employing Highly Strengthened (Nb,Ti)X_3Sn Wires with CuNb Stabilizer"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 9. 440-443 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Advanced(Nb,Ti)X_3 Sn Superconducting Wire with Highly Strengthened and Good Conductive CuNb Composite Stabilizer"Mater. Sci. Forum. 308-311. 561-566 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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