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図書

図書
藤家洋一著
出版情報: 東京 : ERC出版, 1998.12  220p ; 21cm
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図書
藤家洋一著
出版情報: 東京 : 日本電気協会新聞部電気新聞事業開発局, 1995.10  295p ; 20cm
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3.

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図書
藤家洋一著
出版情報: 東京 : 日本電気協会新聞部電気新聞事業開発局, 1998.3  240p ; 19cm
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4.

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東工大
目次DB

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東工大
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藤家洋一著
出版情報: 東京 : ERC出版, 2005.6  xii, 383p ; 26cm
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はじめに ii
目次 iv
Ⅰ 宇宙創造とエネルギー、放射線-自然に学び、自然を真似る-
   (1) 自然に学び、真似る第1の視点 2
   (2) 自然に学び、真似る第2の視点 3
第1章 宇宙と原子力 5
   1.1 原子力が結ぶミクロ世界とマクロ世界 5
   1.2 宇宙の誕生-エネルギーから物質へ- 7
   (1) 赤方偏移と膨張宇宙 7
   (2) 宇宙創造 7
   1.3 星の誕生と元素の創生 8
   (1) 星と銀河と鉄までの元素の創生 8
   (2) 超新星爆発と鉄より重い元素の創成 9
   1.4 ミクロ世界に潜む核エネルギー-原子核の結合エネルギー- 12
   (1) 原子の大きさと構造 12
   (2) 原子の質量と結合エネルギー 15
   (3) 原子核反応 17
   (4) エネルギーの単位 18
   1.5 核融合と核分裂 19
   (1) 核融合反応 19
   (2) 核分裂反応 20
   1.6 自然の核融合炉-太陽- 23
   (1) 水素連鎖反応 23
   (2) 太陽の内部 24
   (3) 太陽エネルギーのスケール 25
   1.7 地球にも原子炉があった-オクロの天然原子炉- 26
   (1) 発見の端緒 26
   (2) 天然原子炉は軽水炉 26
   (3) 天然原子炉の創り上げられた過程 29
   (4) 天然原子炉の運転 30
   (5) 天然原子炉の残した教訓 31
第2章 放射線と物質 33
   2.1 放射性物質と放射線 33
   (1) 元素,核種,同位体 33
   (2) 放射線,放射能,放射性物質 34
   2.2 放射性核種の崩壊 35
   (1) 放射性崩壊 35
   (2) 放射能と半減期 37
   2.3 原子のエネルギー状態 38
   (1) ボーアの原子模型 39
   (2) 原子の殻構造 42
   (3) ハイゼンベルグの不確定性原理 44
   2.4 原子核のエネルギー状態 45
   (1) 原子核の液滴モデル 46
   (2) 原子核の殻モデル 47
   2.5 放射線と物質の相互作用 48
   (1) 衝突,励起,電離 48
   (2) 放射線のエネルギー損失 48
   2.6 荷電粒子と物質の相互作用 49
   (1) 弾性散乱と非弾性散乱 49
   (2) イオンの線阻止能と飛程 50
   (3) 電子の線阻止能と飛程 54
   2.7 光子と物質の相互作用 55
   (1) 光電効果 56
   (2) コンプトン散乱 56
   (3) 電子対生成 58
   (4) 光子のエネルギー損失と消滅 58
   2.8 中性子と物質の相互作用 60
   (1) 中性子の散乱と吸収 60
   (2) 中性子の弾性散乱によるエネルギー損失 61
   2.9 自然界の放射性物質と放射線 64
   (1) 宇宙線で生成される放射性物質 64
   (2) 地殻中に存在する天然の放射性物質 66
Ⅱ 核エネルギーの解放と反応の維持-宇宙エネルギーは原子力-
第3章 核反応の継続と炉の概念 70
   3.1 核分裂と核融合 70
   (1) 核エネルギーの解放 70
   (2) 核エネルギーから熱エネルギーへ 71
   3.2 炉の概念とエネルギー収支 72
   (1) 1次エネルギーの解放と変換 72
   (2) エネルギーペイバック : 炉におけるエネルギー収支 74
   3.3 反応継続の可能性 75
   (1) エネルギーバランスによる反応継続 76
   (2) 粒子バランスによる反応継続 : 核分裂炉 77
   3.4 核分裂炉の特徴-中性子が支配する世界- 79
   (1) 中性子束と衝突断面積 79
   (2) 中性子の減速 81
   (3) 中性子の吸収と核分裂反応 82
   (4) 中性子の拡散と漏洩 83
   (5) 中性子束の空間分布 84
   (6) 境界における中性子束の扱い 85
   (7) 反射体節約 87
   3.5 連鎖反応と臨界 88
   (1) 核分裂反応の連鎖と臨界 : 無限倍増率k∞ 88
   (2) 原子炉の形状と大きさ 90
   (3) 中性子の収支と臨界 91
   (4) 核分裂炉の臨界 : 一組拡散理論による説明 92
   3.6 核燃料と化石燃料の比較-エネルギー密度と資源量- 93
   (1) 核分裂炉 93
   (2) 火力発電 94
   (3) 核融合炉 95
第4章 連鎖反応の維持-原子炉の動特性と運転制御 96
   4.1 反応継続条件の維持と運転制御 96
   4.2 原子炉の動特性 97
   (1) 即発中性子と遅発中性子 97
   (2) 遅発中性子と原子炉の動特性 99
   4.3 原子炉の自己制御性 101
   (1) 自己制御性と制御棒 101
   (2) 自己制御性を支える因子 102
   4.4 原子炉の制御 104
   (1) 原子炉の起動と停止 104
   (2) 出力運転の維持と微調整 105
   (3) 原子炉の緊急停止 : 制御棒のスクラム機能 106
   4.5 燃料の燃焼にともなう反応度減少とその補償 106
   (1) 運転にともなう反応度変化 106
   (2) 原子炉での燃料の燃焼 107
   (3) 運転にともなう実効増倍率の変化とその補償 112
   4.6 初期炉心と平衡炉心 113
   (1) 原子炉への初装荷燃料 114
   (2) 取り替え燃料とシャフリング 114
   (3) 平衡炉心 114
Ⅲ 核エネルギーの変換と物質の変換-核変換は現代の錬金術か-
第5章 核エネルギーの変換-電気と水素を作る- 116
   5.1 電気を作る-電気は安全で使いやすいエネルギー- 116
   5.2 熱エネルギーからの出発 117
   (1) 冷却水による熱エネルギーの取り出し 117
   (2) 熱伝導と熱伝達 119
   (3) 浮力と冷却水の流れ 121
   5.3 熱エネルギーの力学エネルギーへの変換 122
   (1) 熱力学の法則 122
   (2) 状態変化とサイクル 123
   5.4 力学エネルギーから電気エネルギーへ 127
   5.5 水素を作る-ガソリンに変わる水素- 128
   (1) 自由エネルギー 128
   (2) 化学エネルギーへの変換と変換効率 129
   (3) 水の分解による水素生産 130
   (4) 炭化水素の改質 133
   5.6 水素エネルギー-水素社会を迎えるために- 133
   (1) 水素エネルギーの汎用性 : 1次エネルギー資源の互換性 134
   (2) クリーンエネルギーの要請 134
   (3) エネルギーの輸送と貯蔵 134
   (4) エネルギーと資源の等価性 135
   5.7 燃料電池-化学エネルギーの電気エネルギーへの直接変換- 135
   (1) 燃料電池の構成と原理 135
   (2) 燃料電池におけるエネルギー変換 136
第6章 核変換とリサイクル-原子力のからくりに挑む- 139
   6.1 原子炉は中性子の運動場 139
   (1) 原子炉内で起こる核反応 140
   (2) 新しい核燃料の生産と燃焼 142
   6.2 資源の有効利用 146
   (1) 軽水炉への期待 : 熱中性子に何を期待するか 146
   (2) 高速中性子への期待 : 長期にわたるエネルギー源の確保 150
   6.3 放射性物質の処理・処分と環境保全 154
   (1) 原子炉で生まれる放射性物質 : 使用済燃料の中身 154
   (2) 放射性毒性によるリスク表示 156
   (3) 放射性廃棄物のリスク構造 156
   (4) 核分裂反応の財産の範囲で 159
   6.4 エネルギー利用と廃棄物 160
   (1) 放射性廃棄物と二酸化炭素 : 地球の自然 160
   (2) 化石エネルギーと廃棄物 161
   (3) 原子力と放射性物質 163
   (4) 廃棄物発生量の比較 164
   (5) 放射性廃棄物の非放射化と地層処分 165
Ⅳ 軽水炉システム-実用から熟成へ- 168
第7章 軽水型原子力発電 168
   7.1 原子力発電システムの構成 168
   7.2 軽水炉の炉心 168
   (1) 出力密度 170
   (2) 燃料棒と燃料集合体 : 均質と非均質 171
   (3) 炉心での出力分布 172
   (4) 冷却水の温度と流量 175
   (5) 制御棒と制御棒駆動系 176
   7.3 軽水炉の冷却系統 178
   (1) 加圧水炉の冷却系統 178
   (2) 沸騰水炉の冷却系統 182
   7.4 軽水炉の主要構造物と機器 183
   (1) 原子炉圧力容器 183
   (2) 原子炉格納容器 185
   (3) タービン,発電機 185
   (4) 復水器,給水ポンプ,給水加熱器 187
   7.5 日本における軽水炉の改良標準化 188
第8章 軽水炉の核燃料サイクル 190
   8.1 核燃料サイクルとは 190
   8.2 軽水炉サイクル 191
   (1) 軽水炉サイクルの特徴 191
   (2) ウラン濃縮と天然ウラン利用率 191
   8.3 軽水炉サイクルの意義 193
   (1) 新燃料と使用済燃料の比較 193
   (2) 直接処分とリサイクル 195
   (3) リサイクルと環境保全 196
   (4) 軽水炉サイクルの輪 197
   8.4 軽水炉サイクルの主要素 198
   (1) 軽水炉サイクルのフロントエンド 198
   (2) 軽水炉サイクルのバックエンド 204
Ⅴ安全最優先の原子力-安全の考え方とその実績-
第9章 原子力システムの安全 214
   9.1 「安全」とは 214
   (1) 原子力の安全とは「放射性物資ないしは放射線に関する安全」 214
   (2) 深層防護の考え方 215
   9.2 原子炉事故と安全確保 217
   (1) 原子炉の事故とは何か 217
   (2) 「止める」「冷やす」 219
   (3) 閉じ込める 222
   9.3 核燃料サイクルの安全性 225
   (1) 再処理施設の安全性 225
   (2) 高レベル放射性廃棄物の貯蔵管理および地層処分の安全性 228
   9.4 原子力施設外からの影響 230
   (1) 地震の影響と安全確保 230
   (2) 航空機の飛行に対する安全 234
   9.5 放射線の防護と管理 235
   (1) 放射線の防護と管理 235
   (2) 放射線の線量と人体影響 236
   (3) 自然放射線の影響 240
第10章 原子力事故と放射線の人体影響 243
   10.1 原子力システムの安全評価 243
   (1) 決定論的安全評価 243
   (2) 原子力システム立地の適性の評価 245
   (3) 放射性物質漏洩の制限 247
   (4) 確率論的安全評価 248
   (5) 安全に関する議論の変還 253
   10.2 原子力事故・故障の評価尺度 255
   (1) 事故・故障の評価尺度 255
   (2) 国内の事故・故障の評価例 257
   10.3 原子力施設の事故と人体影響 259
   (1) アメリカ・スリーマイル島原子力発電所の事故(レベル5) 259
   (2) 旧ソ連・チェルノブイル原子力発電所の事故(レベル7) 260
   (3) JCO・ウラン加工施設での臨界事故(レベル4) 265
   10.4 原子力の軍事利用における放射線の人体影響-疫学調査 268
   (1) 広島・長崎原爆被爆生存者調査 268
   (2) 旧ソ連・セミバラチンスク旧核実験場周辺住民調査 272
   10.5 放射線の人体影響のメカニズム 273
   (1) 放射線による遺伝子・DNA障害メカニズム 274
Ⅵ 原子力の目指す方向-総合科学技術に成長する原子力-
第11章 次世代原子力
   11.1 次世代原子力システムに求められる要件 279
   (1) 自然と調和 279
   (2) エネルギーの有効利用と廃熱の低減 280
   (3) 資源の有効利用と環境保全 282
   (4) 安全の確保 284
   11.2 究極の姿を展望 284
   (1) 「利用から調和へ」 284
   (2) 究極的な原子力システムのイメージ 285
   (3) 次世代炉の研究開発の方向 287
   11.3 次世代軽水炉の開発 287
   (1) 都市近接立地の条件 287
   (2) 単純で分かりやすい安全論理と中小型炉 288
   11.4 高温ガス炉 289
   (1) 高温ガス炉の特徴 290
   (2) 高温ガス炉による水素生産 291
   (3) 発電炉としての特徴 291
   (4) トリウムサイクル 291
   (5) 高温ガス炉の安全性 292
   (6) 高温ガス冷却高速炉 293
   (7) 高温ガス炉の開発状況 293
   11.5 高速炉の開発 295
   (1) 高速炉の特徴 295
   (2) 高速炉の炉心 295
   (3) 高速炉のシステム構成 296
   (4) 高速炉の安全性 298
   (5) 安全研究とその成果 299
   (6) 高速炉の開発状況 301
第12章 総合科学技術に成長する放射線応用 305
   12.1 放射線の先進利用 306
   12.2 放射線,放射性物質を作る 306
   (1) 加速器 307
   (2) レーザー 312
   (3) 原子路 315
   12.3 放射線,放射性物質を使う-社会に貢献する放射線- 316
   (1) 医療分野 316
   (2) 食品照射 : 微生物との戦い,殺菌,減菌,発芽抑制 319
   (3) 農業分野 : 品種改良,害虫駆除 319
   (4) 工業分野 : 半導体,紙,鉄,タイヤ 320
   (5) 環境分野 : 排煙浄化等 323
   (6) 分析、解析分野 324
   12.4 先端加速器への期待 326
   (1) がんに挑戦する : HIMAC 326
   (2) 生命科学:タンパク質の解明に挑む : Spring-8 328
   (3) 原子核の構成,構造を探る : RIBF 332
   (4) ビックバンの謎に迫る : J-PARC 334
第13章 核融合炉の研究開発 337
   13.1 核融合炉の燃焼継続条件 337
   13.2 核融合炉の炉心 340
   13.3 磁場閉じ込め方式 341
   (1) トーラス磁場による閉じ込め 341
   (2) ミラー磁場による閉じ込め 346
   13.4 慣性閉じ込め 348
   13.5 核融合炉の出力密度 349
   13.6 核融合炉からのエネルギー取り出し 350
   13.7 核融合炉の燃料サイクル 353
   (1) 核融合炉での燃焼 354
   (2) 初期トリチウム生産 356
   13.8 核融合システム 358
   (1) 必要とされる機能と要素 358
   13.9 ITER計画と国際協力 359
   (1) ITER計画 359
   (2) ITERの概要 359
おわりに 362
参考文献と関連ホームページアドレス 364
索引 375
はじめに ii
目次 iv
Ⅰ 宇宙創造とエネルギー、放射線-自然に学び、自然を真似る-
5.

図書

図書
藤家洋一著
出版情報: 東京 : 日本電気協会新聞部, 1992.11  286p, 図版 [4] p ; 20cm
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6.

図書

東工大
目次DB

図書
東工大
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岡多賀彦編・著
出版情報: 東京 : ERC出版, 2001.7  191p, 図版 [4]p ; 26cm
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第1章 電子と原子
   第1節 色々な名前が付けられた電子 3
   第2節 電場・磁場の中での荷電粒子の運動 5
   (1) 一様な電場の中での等加速度運動 5
   (2) 一様な磁場の中での荷電粒子の運動 6
   (3) 同じ向きに一様な電場と磁場があるときの荷電粒子の運動 7
   問題1 電子の比電荷の測定 8
   問題2 電子の比電荷の測定 9
   問題3 電子の発見 10
   問題4 質量分析器 11
   問題5 同位体の発見 12
   第3節 加速器(accelerator) 13
   (1) コッククロフト・ワルトン型加速器 13
   (2) バン・デ・グラーフ型加速器 14
   (3) 線形加速器 (linear accelerator) 15
   (4) サイクロトロン (cyclotron) 16
   (5) ベータトロン (betatron) 17
   (6) 衝突型加速器 (collider) 18
   問題1 バン・デ・グラーフ 19
   問題2 サイクロトロン 20
   問題3 ベータトロン 21
   問題4 トリスタン 22
   問題5 Spring-8 23
   第4節 波と粒子 24
   (1) プランクの放射法則 24
   (2) 光電効果 (photo electric effect) 24
   (3) コンプトン効果 (Compton effect) 26
   (4) 電子線のブラッグ反射 27
   (5) 中性子線のブラック反射 28
   問題1 光電効果 30
   問題2 コンプトン効果 31
   問題3 電子波の千渉 32
   問題4 中性子線回折 33
   第5節 原子の構造 34
   (1) トムソン模型 34
   (2) ボーアの原子模型 35
   (3) 水素原子のスペクトル 37
   (4) フランク・ヘルツの実験 37
   (5) 特性X線とモズレーの法則 38
   問題1 トムソンの原子模型 40
   問題2 ラザフォードの実験 40
   問題3 リュードベリ定数 41
   問題4 水素原子のボーア模型 42
   問題5 同位体効果 43
   問題6 ミュー粒子原子 (muonic atom) 45
   問題7 ポジトロニウム (positronium) 46
   問題8 フランク・ヘルツの実験 (Frank-Hertz experiment) 47
   問題9 X線の発生 48
   問題10 エキゾチック原子 (exotic atom) 49
第2章 中性子と原子核
   第1節 中性子の発見 50
   問題1 中性子の発見 53
   問題2 電子は構成要素か? 54
   問題3 元素の周期律表とパウリの排他原理 55
   第2節 原子核の構造 56
   (1) 原子核の密度はほぼ一定 56
   (2) 原子核の世界の魔法の数 57
   問題1 核力の飽和 59
   問題2 魔法の数 (magic number) 59
   問題3 独立粒子模型 (independent-particle model) 60
   問題4 原子核の殻模型とパウリの排他原理 62
   問題5 中性子星 (nutron star) とブラックホール (black hole) 63
   第3節 原子核の質量 64
   (1) 質量欠損と結合エネルギー 64
   (2) 半経験的質量公式 67
   問題1 原子質量単位 70
   問題2 半経験的質量公式 70
   問題3 2つの原子核が最も接近する距離 71
   問題4 質量欠損のグラフ 73
   問題5 平均結合エネルギー 73
   問題6 同重核のβ崩壊に対する安定性 74
   問題7 テクネチウムとプロメシウムに安定な同位体がない 75
   第4節 原子核の反応 76
   (1) 発熱反応と吸熱反応 76
   問題1 吸熱反応 78
   問題2 α粒子とヘリウム原子 78
   問題3 α粒子の散乱 79
   問題4 重陽子の結合エネルギー 80
   問題5 熱化学方程式 (thermochemical equation) 81
   (2) 核融合反応 82
   問題1 DT反応 85
   問題2 D+D→42He は禁止 86
   問題3 D+D→31T+p 86
   問題4 D+D→32He+n 87
   問題5 D+D→42He+γ 88
   問題6 地球が太陽から受取るエネルギー 89
   (3) 核分裂反応 90
   問題1 ウラン235の核分裂 93
   問題2 核分裂のQ値 94
   問題3 ウラン238は熱中性子では核分裂しない 95
   問題4 核分裂のエネルギー 95
   問題5 1/vの法則 96
   問題6 即発中性子と遅発中性子 96
   (4) 原子核の崩壊 97
   問題1 α崩壊のQ値 100
   問題2 崩壊熱 (decay heat) 100
   問題3 トンネルを潜るα粒子 101
   問題4 カリウム40の崩壊 102
   問題5 ドップラー効果とメスバウワー効果 103
   問題6 超ウラン元素 104
第3章 原子炉
   第1節 核燃料 105
   (1) 断面積 105
   (2) 炉心、出口密度 107
   (3) 燃料ペレット、燃料棒 108
   (4) 濃縮、 増殖、 再処理 109
   問題1 アルミニウムの熱中性子吸収断面積 112
   問題2 ほう素10の熱中性子吸収断面積 112
   問題3 カドミウム113の熱中性子吸収断面積 113
   問題4 コバルト60び生成 114
   問題5 1MWday 114
   問題6 熱出力 115
   問題7 出力密度 115
   問題8 ウラン濃縮 116
   問題9 使用済燃料の再処理 117
   第2節 原子炉の制御 118
   (1) 臨界 118
   (2) 中性子の減速 120
   (3) 冷却材 121
   (4) 制御棒 122
   問題1 炉心 123
   問題2 濃縮度 123
   問題3 熱中性子 124
   問題4 中性子の減速 126
   問題5 原子炉の自己制御性 127
   問題6 高速増殖炉 128
   問題7 「もんじゅ」ナトリウム漏れ事故 129
   問題8 チェルノブイリ事故 129
   問題9 JCO 臨界事故 130
   問題10 ジルコニウムとハフニウム 131
   第3節 軽水型原子力発電 132
   (1) 熱効率 132
   (2) 沸騰水炉 (BWR) 134
   (3) 加圧水炉 (PWR) 135
   (4) タービン発電機、 復水器 137
   問題1 ランキン・サイクル 138
   問題2 一次冷却材の流量 138
   問題3 オットー・サイクル 139
   問題4 熱を伝えやすい細い管 140
   問題5 伝熱管、 燃料棒の温度分布 140
   問題6 原子力発電所 141
   問題7 非常用炉心冷却系 (ECCS) 142
   問題8 原子力船 「むつ」 の放射線漏れ 142
第4章 放射線
   第1節 放射能、放射線放射性物質 143
   問題1 放射性崩壊 (radioactive decay) 145
   問題2 β+崩壊が起こる条件 (nuclear isomer) 145
   問題3 γ崩壊、 核異性体 146
   問題4 ミルキング 146
   問題5 ホットアトム (hot atom) 147
   問題6 自然放射線 148
   問題7 水素の同位体 148
   第2節 崩壊の法則 149
   問題1 半減期 (half-life) 153
   問題2 平均寿命 (mean lifetime) 154
   問題3 化合物に含まれる放射性同位体 154
   問題4 放射平衡 (radioactive equilibrium) 155
   問題5 放射化 (activation) 156
   問題6 炭素14 157
   第3節 放射線の減衰 (attenuation) 158
   (1) α線の空気での減衰 158
   (2) β線のアルミニウムでの減衰 159
   (3) γ線の鉛での減衰 160
   (4) 中性子のホウ素での減衰 162
   問題1 放射線と原子の衝突 164
   問題2 α線と物質との相互作用 164
   問題3 γ線と物質との相互作用 165
   問題4 放射能と放射線の単位 165
   問題5 放射線強度の距離による減衰 166
   問題6 吸収物質の質量厚さ (mass thickness) 167
   問題7 放射線荷重係数 168
   問題8 照射線量 (exposure) 168
   問題9 荷電粒子の発程 169
   第4節 放射線の測定 170
   (1) 検出部分は円筒形 170
   (2) 半導体検出器 172
   (3) シンチレーション検出器 173
   問題1 電離箱の中での電子と陽イオンの移動 177
   問題2 チェレンコフ放射 178
   問題3 光子は電子陽電子対に壊れられない? 178
   問題4 光電子増倍管 (photomultiplier tube) 179
   問題5 半導体検出器 (semiconductor detector) 180
   問題6 β線型SPND 180
   問題7 中性子の検出 181
   問題8 非破壊検査 (non-destructive inspection) とラジオグラフィー 182
第1章 電子と原子
   第1節 色々な名前が付けられた電子 3
   第2節 電場・磁場の中での荷電粒子の運動 5
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