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磁場トポロジーと乱流輸送との結合に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H02336
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

居田 克巳  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (00184599)

研究分担者 吉沼 幹朗  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (20323058)
小林 達哉  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30733703)
徳沢 季彦  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90311208)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2015年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
キーワードプラズマ乱流 / 磁気流体力学不安定性 / 磁場トポロジー / 乱流輸送 / プラズマ核融合 / 乱流 / プラズマ・核融合 / 磁気島 / ビーム放射分光
研究成果の概要

従来、MHD不安定性によるトポロジーの変化に関する研究と、静電揺動による熱・粒子・運動量・電流の径方向の輸送は、各々独立した研究テーマとして扱われてきた。その為に両者の結合に関する研究はほとんどなされてこなかった。
大型ヘリカル装置(Large helical Device : LHD)プラズマにおいて、磁場トポロジーと乱流輸送との結合に関する研究を進めた。この研究を通じて「磁気流体力学(Magneto Hydro Dynamics : MHD) 不安定性」と「プラズマ乱流による異常輸送」との結合を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

磁場閉じ込めプラズマの「磁気流体力学不安定」と「プラズマ乱流による異常輸送」の二大研究分野を結ぶ、新しいプラズマ物理の研究分野を創造した点において、学術的意義が高い研究成果である。この研究成果は、磁場閉じ込めプラズマの理解に貢献し、将来の核融合の実現を加速するという点において社会的意義が大きい。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 9件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 25件、 招待講演 17件)

  • [国際共同研究] USTC(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Eindhoven University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] General Atomics(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Eindhoven University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] USTC(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] General Atomics/University of Wisconsin(U.S.A.)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] General Atomics/University of Wisconsin(U.S.A.)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] General Atomics/University of Texas/Oak Ridge National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] On the interplay between MHD instabilities and turbulent transport in magnetically confined plasmas2020

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: 62 号: 1 ページ: 014008-014008

    • DOI

      10.1088/1361-6587/ab4827

    • NAID

      120007098361

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition between Isotope-Mixing and Nonmixing States in Hydrogen-Deuterium Mixture Plasmas2020

    • 著者名/発表者名
      Ida K.、Nakata M.、Tanaka K.、Yoshinuma M.、Fujiwara Y.、Sakamoto R.、Motojima G.、Masuzaki S.、Kobayashi T.、Yamasaki K.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 号: 2 ページ: 052002-052002

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.025002

    • NAID

      120007116715

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of Carbon Density Profile Measurements with Charge Exchange Spectroscopy Using Hydrogen and Deuterium Neutral Beams2019

    • 著者名/発表者名
      Katsumi IDA, Mikirou YOSHINUMA, Tatsuya KOBAYASHI, Yutaka FUJIWARAJ un CHEN, Izumi MURAKAMI, Masashi KISAKI, Masaki OSAKABE and LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 14 号: 0 ページ: 1402079-1402079

    • DOI

      10.1585/pfr.14.1402079

    • NAID

      130007655815

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2019-04-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The isotope effect on impurities and bulk ion particle transport in the Large Helical Device2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, R. Sakamoto, M. Yoshinuma, K. Yamazaki, T. Kobayashi, et. al.,
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 59 号: 5 ページ: 056029-056029

    • DOI

      10.1088/1741-4326/ab0e41

    • NAID

      120007116729

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of radial profile of hydrogen and deuterium density in isotope mixture plasmas using bulk charge exchange spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, M. Yoshinuma, K. Yamasaki, T. Kobayashi, Y. Fujiwara, J. Chen, I. Murakami, S. Satake, Y. Yamamoto, S. Murakami, and M. Kobayash
    • 雑誌名

      Review Scientific Instruments

      巻: 90 号: 9 ページ: 093503-093503

    • DOI

      10.1063/1.5097030

    • NAID

      120007116723

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Summary of the 27th IAEA Fusion Energy Conference in the categories of EX/W, EX/D and ICC2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 59 号: 11 ページ: 117001-117001

    • DOI

      10.1088/1741-4326/ab3811

    • NAID

      120007116724

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hysteresis Relation between Turbulence and Temperature Modulation during the Heat Pulse Propagation into a Magnetic Island in DIII-D2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, M. Ono, T. E. Evans, G. R. McKee, and M. E. Austin
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 24 ページ: 245001-245001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.245001

    • NAID

      120007116716

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exhaust of turbulence cloud at the tongue shaped deformation event2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, T. Tokuzawa, T. Akiyama, H. Tanaka, M. Yoshinuma, K. Itoh
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 58 号: 11 ページ: 112008-112008

    • DOI

      10.1088/1741-4326/aab971

    • NAID

      120007116728

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trigger mechanism for the abrupt loss of energetic ions in magnetically confined plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      Ida K.、Kobayashi T.、Yoshinuma M.、Akiyama T.、Tokuzawa T.、Tsuchiya H.、Itoh K.、Itoh S.-I.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 2804-2804

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21128-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exhaust of turbulence cloud at the tongue shaped deformation event2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ida T. Kobayashi, T. Tokuzawa, T. Akiyama, H. Tanaka, M. Yoshinuma, K. Itoh
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 58

    • NAID

      120007116728

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Internal transport barrier in tokamak and helical plasmas2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, and T Fujita
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: 60 号: 3 ページ: 033001-033001

    • DOI

      10.1088/1361-6587/aa9b03

    • NAID

      120007116713

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of distorted Maxwell-Boltzmann distribution of epithermal ions in LHD2017

    • 著者名/発表者名
      Ida K.、Kobayashi T.、Yoshinuma M.、Akiyama T.、Tokuzawa T.、Tsuchiya H.、Itoh K.、LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 24 号: 12 ページ: 122502-122502

    • DOI

      10.1063/1.4999644

    • NAID

      120007116717

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response of plasma toroidal flow to the transition between nested and stochastic magnetic field in LHD2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, M. Yoshinuma, H. Tsuchiya, T. Kobayashi, C. Suzuki, M. Yokoyama, A. Shimizu, K. Nagaoka, S. Inagaki, K. Itoh,
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 57 号: 7 ページ: 076032-076032

    • DOI

      10.1088/1741-4326/aa6f84

    • NAID

      120007116725

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abrupt onset of tongue deformation and phase space response of ions in magnetically-confined plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, K. Itoh, M. Yoshinuma, T. Tokuzawa, T. Akiyama, C. Moon, H. Tsuchiya, S. Inagaki and S.-I. Itoh
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 36217-36217

    • DOI

      10.1038/srep36217

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bifurcation physics of magnetic islands and stochasticity explored by heat pulse propagation studies in toroidal plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, M. Yoshinuma1, Y. Suzuki, Y. Narushima, T.E. Evans, S. Ohdachi, H. Tsuchiya, S. Inagaki and K. Itoh
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 56 号: 9 ページ: 092001-092001

    • DOI

      10.1088/0029-5515/56/9/092001

    • NAID

      120007116726

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Helium transport in the core and stochastic edge layer in LHD2016

    • 著者名/発表者名
      K Ida, M Yoshinuma, M Goto, O Schmitz, S Dai, A Bader, M Kobayashi, G Kawamura, C Moon, Y Nakamura1 and The LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: 58 号: 7 ページ: 074010-074010

    • DOI

      10.1088/0741-3335/58/7/074010

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bifurcation physics of magnetic islands and stochasticity explored by heat pulse propagation studies in toroidal plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, M. Yoshinuma, Y. Suzuki, Y. Narushima, T.E. Evans. Ohdachi, H. Tsuchiya. Inagaki, and K. Itoh
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 56 ページ: 000000-000000

    • NAID

      120007116726

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-regulated oscillation of transport and topology of magnetic islands in toroidal plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, T. E. Evans, S. Inagaki, M. E. Austin, M. W. Shafer, S. Ohdachi, Y. Suzuki, S.-I. Itoh, K. Itoh
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 161651-10

    • DOI

      10.1038/srep16165

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Overview of 3D effects on the plasma confinement and transport in magnetically confined fusion (invited) 9th International workshop on "Stochasticity in Fusion Plasmas (SFP)" titled "3D physics in stellarators and tokamaks2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      9th International workshop on "Stochasticity in Fusion Plasmas (SFP)" titled "3D physics in stellarators and tokamaks"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characteristics of tongue-shaped deformations in hydrogen and deuterium plasmas in the Large Helical Device2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      5th UNIST- Kyoto Univ. Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulence spreading and turbulence exhaust in toroidal plasma2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      Asia Pacific Transport Working Group (APTWG) mini workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interplay between MHD and turbulence in plasma2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      46th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A change of parity at the MHD collapse event of tongue in magnetically confined laboratory plasma2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      9th East-Asia School and Workshop on Laboratory, Space and Astrophysical Plasmas
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of isotope separating and mixing states in isotope mixture plasmas in LHD2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      22nd International Stellarator/Heliotron Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of isotope separating and mixing states in isotope mixture plasmas in LHD2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      17th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of isotope separating and mixing states in isotope mixture plasmas in LHD2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      61st Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Turbulence and transport in magnetic island2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      36th JSPF Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Overview of 3D effects on the plasma confinement and transport in magnetically confined fusion2019

    • 著者名/発表者名
      K.Ida
    • 学会等名
      9th International workshop on Stochasticity in Fusion Plasmas
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Isotope effect on impurity and bulk ion particle transport in the Large Helical2018

    • 著者名/発表者名
      K.Ida et. al.,
    • 学会等名
      27th IAEA Fusion Energy Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of distorted Maxwell-Boltzmann distribution of epithermal ions in LHD2018

    • 著者名/発表者名
      K.Ida et. al.,
    • 学会等名
      9th International Symposium of Advanced Energy Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pioneering work before becoming mainstream research2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      8th Asia-Pacific Transport Working Group (APTWG) International Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Trigger mechanism for the abrupt loss of energetic ions in magnetically confined plasmas 2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, M. Yoshinuma, T. Tokuzawa, T. Akiyama, H. Tsuchiya
    • 学会等名
      4th UNIST- Kyoto Univ. Workshop on “Physics validation and control of turbulent transport and MHD in fusion plasmas"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bifurcation physics of magnetic islands and stochasticity explored by heat pulse propagation studies in totoidal plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      K.Ida
    • 学会等名
      KSTAR conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic island and stochastic magnetic field in toroidal plasmas2017

    • 著者名/発表者名
      K.Ida
    • 学会等名
      18th International RFP Workshop
    • 発表場所
      Kyoto Institute of Technology, Kyoto
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interaction between resonant and non-resonant MHD: A trigger mechanism of collapse of magnetically confined plasmas2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, M. Yoshinuma, T. Tokuzawa, T. Akiyama, H. Tsuchiya, K. Itoh, & S.-I. Itoh
    • 学会等名
      The 26th International Toki Conference (ITC-26) & The 11th Asia Plasma and Fusion Association Conference (APFA-11)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modulation method as a tool to measure three dimensional magnetic field structures in toroidal plasmas2017

    • 著者名/発表者名
      K.Ida, T.Kobayashi, W.H.Ko, H.H.Lee, Y.In, H.S.Kim
    • 学会等名
      59th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoupling in Transport Channels: Impurity Transport in Stellarators/Heliotrons2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      21th International Stellarator-Heliotron Workshop (ISHW 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Abrupt onset of tongue deformation in LHD plasmas2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ida, T. Kobayashi, M. Yoshinuma, T. Tokuzawa, T. Akiyama, C. Moon, H. Tsuchiya, K. Itoh, S. Inagaki & S.-I. Itoh
    • 学会等名
      1st Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exhaust of turbulence cloud at the MHD burst triggered by tongue deformation2017

    • 著者名/発表者名
      ;K. Ida, T. Kobayashi, T.Tokuzawa, T.Akiyama, M.Yoshinuma, K.Itoh
    • 学会等名
      16th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition from MHD mode to tongue deformation before the collapse events in LHD2017

    • 著者名/発表者名
      K.Ida, T. Kobayashi, M.Yoshinuma, T.Akiyama, H.Tsuchiya, K. Itoh
    • 学会等名
      7th Asia-Pacific Transport Working Group (APTWG) International Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction between Transport MHD and energetic particle2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ida
    • 学会等名
      643rd Wilhelm and Else Heraeus Seminar on “Impact of 3D magnetic fields on hot plasmas
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Beam Spectroscopy in Plasma2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ida, and LHD experiment group
    • 学会等名
      8th Korea-Japan Diagnostic Seminar
    • 発表場所
      Citadines Haeundae Busan, Korea
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Explore of a magnetic topology by heat pulse propagation method2016

    • 著者名/発表者名
      Katsumi Ida
    • 学会等名
      6th East-Asia School and Workshop on Laboratory, Space, Astrophysical Plasmas
    • 発表場所
      International Congress Center, Epochal Tsukuba, Tuskuba
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bifurcation physics of a magnetic island and its stochastization in totoidal plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ida, T.Kobayashi, T.E.Evans, H. Tsuchiya, S. Inagaki, K. Itoh, M. Yoshinuma, Y. Suzuki, S. Ohdachi
    • 学会等名
      6th Asia Pacific Transport Working Group
    • 発表場所
      Korea University Seoul Korea
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] トロイダルプラズマの磁気島における輸送とトポロジーの自励振動2015

    • 著者名/発表者名
      居田克巳、小林達哉、稲垣滋、トッド・エバンス
    • 学会等名
      閉じ込め・輸送研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所・土岐
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Physics of magnetic reconnection, magnetic islands and stochasticity in fusion plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      K.Ida, T.Tokuzawa, T.Kobayashi, S.Inagaki, K.Itoh
    • 学会等名
      597th Wilhelm and Else Heraeus Seminar on ”Stochasticity in Fusion Plasmas”
    • 発表場所
      Physikzentrum Bad Honnef, Germany
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-11-04  

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