DE2626801A1

DE2626801A1 - Zaehlervorrichtung

Info

Publication number: DE2626801A1
Application number: DE19762626801
Authority: DE
Inventors: James Stabile
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1975-06-16
Filing date: 1976-06-15
Publication date: 1976-12-23
Also published as: JPS522588A; NL7606463A; IL49791A; IL49791A0; FR2315101A1; DD125359A5; BR7603831A; SE7606788L; CH608891A5; JPS5638472Y2; IT1079117B; ES448876A1; JPS5652282U; AU1386276A; DE2626801B2; AR221578A1; DK268176A; GB1543603A; BE842984A; SE407630B

Description

Beanspruchte Priorität: 16. Juni 1975, V.St.A.

Anmelde-Nr. 587 275

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Radioaktivität der Inhalte mehrerer in einer drehbaren Scheibe gehaltenen Aufnahmebehälter.

Beim Betrieb von Zentrifugalanalysatoren der in der DT-OS 25 2o 714 beschriebenen Art wird radioaktiv markierte Flüssigkeit in Röhren gesammelt/ die am Umfang einer abnehmbaren Ringscheibe angeordnet sind. Es ist wichtig, daß die Radioaktivität der Röhreninhalte schnell und genau·gemessen wird und ohne unnötiges Hantieren mit den Röhren.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur schnellen und genauen Messung der Radioaktivität

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einer Vielzahl in einer drehbaren Scheibe angeordneter Aufnahmebehälter verfügbar 'zu macheftV ■ — - ■ - - = -.--·*- - ■ -

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer im Patentanspruch 1 beschriebenen Vorrichtung. Eine Weiterbildung dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Unteranspruch beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine maßstabsgerechte Ansicht, teilweise im Schnitt, der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 1a eine Schnittseitenansicht der .Vorrichtung; Fig. 1b eine Teilseitenansicht der Teströhrenhaiterungsanordnung der Vorrichtung der Fig. 1 ;

Fig. 2 eine maßstabsgerechte Ansicht des Anhebe- und Absenkteils der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 2a ein Nockendiagramm für den Anhebe- und Absenkmechanismus der Fig. 2;

Fig. 3 eine maßstabsgerechte Ansicht des Rotationsteils der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3a ein Diagramm bezüglich des Rotationsmechanismus der Figur 3;

Fig. 4 ein Blockdiagramm zur Darstellung der elektrischen Arbeitsweise der Vorrichtung der Fig. 1;

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ORSGJMAL INSPECTED

Fig. 5 ein Zeitdiagranuci für das Blockschaltbild gemäß Fig. 4.

Es werden zunächst insbesondere die Figuren 1 und 1a betrachtet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Welle 10, die vertikal bewegbar und um ihre vertikale Achse drehbar ist. Die Welle 10 erstreckt sich durch zwei festgelegte Buchsen 88 und 98, die in Platten 83 und 200 angebracht sind. Eine abnehmbare Platte 20 ist an der Welle 10 angebracht und ist an einer Halterungsplatte 30 befestigt und wird von dieser getragen. Ein Scheibenringteil 40 der Platte 20 ist an der Halterungsplatte mit Hilfe einer Stiftanordnung 71 befestigt. Im Scheibenringteil 40 sind einzelne Teströhren 60 in der in Fig. 1b bei 41 gezeigten Weise schwenkbar gehalten. Ein Kappenglied 72 ist über die Welle 10 gesetzt. Der Scheibenring 40 ist geeigneterweise von der Art, wie sie in der DT-OS 25 2o 714 beschrieben ist, deren Inhalt ausdrücklich zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Der Scheibenring 4o weist zweckmäßigerweise 36 gleichen Abstand voneinander aufweisende Tragöffnungen 50 auf, die so angeordnet sind, daß die 36 Teströhren 60 gehalten und nach auswärts geschwenkt werden können, wie es Fig. 1b zeigt. Die Teströhren 60 enthalten ein radioaktiv markiertes Material 55, dessen Radioaktivität gemessen werden soll, und zwar mittels herkömmlicher Szintillationssonden 70, die auf einer Grundplatte.80 in gleichen Abständen von 120° angebracht sind und durch eine Platte 83 und Ablenkvorsprünge 87 in Stellung gehalten werden, wie es Fig. 1 zeigt. Die Ausgangsposition des Scheibenrings 40 ist die

60 98S2/080 1 ~ _1ΛΙ,._ΑΙ

in den Figuren 1 und 1a gestrichelt gezeigte obere Position. In dieser Position ist eine erste Gruppe aus drei Teströhren 60 oberhalb der drei Sonden 70 angeordnet. Bei Betätigung eines von einer Platte 100 gehaltenen Antriebsmotors 90, der über eine Welle 110 mit einem Nockenteil 75 gekuppelt ist, wird dieses Nockenteil 75 gedreht. Dies bewirkt, daß ein mit dem Nockenteil 75 über einen Mitnehmer 175 gekuppelter Hebeblock 120 abgesenkt wird in die in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellte Position. Dies hat zur Folge, daß die mit den Sonden ausgerichtete Gruppe der drei Teströhren 60 in die darunterliegenden drei Sonden 70 abgesenkt werden. Im Hinblick auf die ein Verschwenken zulassende Halterung der Teströhren 60 kann eine Teströhre 60' die der in die Sonde 70 abgesenkten Röhre benachbart ist, bei Berührung mit dem Ablenkvorsprung 87 nach außen schwingen. Befindet sich der Scheibenring 40 in seiner abgesenkten Position, wird der Antriebsmotor 90 aufgrund der Betätigung eines unteren Begrenzungsschalters 130 abgeschaltet, wie es nachfolgend ausführlicher beschrieben ist, und der Scheibenring 40 bleibt - wie nachfolgend beschrieben - für eine feste Zeitdauer stationär, während welcher die drei Sonder/messen, d.h. die Radioaktivität der in sie hineingesenkten Teströhren zählen. Es werden entsprechende elektrische Signale zu einer Steuereinheit 140 übertragen und gezählt, wie es nachfolgend in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben-ist.. Nachdem.die vorbestimmte Zähldauer abgelaufen ist, wird der Antriebsmotor 90 wieder eingeschaltet, wie es nachfolgend beschrieben ist,und das Nockenteil 75 wird gedreht. Dies bewirkt, daß der mit dem Nockenteil 75 gekuppelte

,40
:heibenring /und c

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,40
Hebeblock 120 den Scheibenring /und die Teströhren 60 zurück in

..die angehobene Position anhebt und folglich die drei gezählten (gemessenen) Teströhren aus den drei Sonden 70 herauszieht.

120

Der Hebeblock/vvird durch Führungsstangen 150 und 160 in Ausrichtung gehalten und eine "lastausgleichende" Feder 123 mit konstanter Federkraft ist auf herkömmliche Weise mit dem Hebeblock 120 verbunden und an einer Platte 83 befestigt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, um nach Art eines "Gegengewichts" zu wirken und den Antriebsmotor 90 während des Anhebens der Scheibe 40 zu entlasten. Ist der Scheibenring 40 in seine angehobene Position zurückgekehrt, bleibt der Antriebsmotor 90 eingeschaltet und ein bei 170 dargestellter Maltäserkreuzmechanismus bewirkt, daß sich die Welle 10 und der Scheibenring 40 der Platte 20 ein weiteres Stück drehen, um die nächstbenachbarte Gruppe dreier,Teströhren 60 über den drei Sonden 70 zu positionieren. Der Maltäserkreuzmechanismus 170 umfaßt einen Treiber 172, der fest mit der Antriebsmotorwelle 110 gekoppelt ist und einen Mitnehmer 180 aufweist, der in ein angetriebenes Glied 190 einzugreifen vermag. Das angetriebene Glied 190 wird von einer Platte 200 drehbar gehalten und ist mit einer Kerbzahnwelle 210 gekoppelt, die zwischen den Tragplatten 200 und 83 drehbar gehalten wird. Bei einer Drehung des angetriebenen Gliedes 190, wie sie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 3a beschrieben wird, dreht sich die Kerbzahnwelle 210. Dies bewirkt die Drehung eines mit der Kerbzahnwelle 210 kämmenden Zahnrades 220, das bei 225 an der Welle 10 befestigt ist und sich unter Eingriff in die Kerbzahnwelle 210 auf-und abbewegt und die Welle 10 dreht. Das Verhältnis zwischen dem Zahnrad 220 und der Kerbzahnwelle 210 ist

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40 derart,· daß die Halterungsplatte 20 und die Scheibe/der Platte 20, wenn sie sich in ihrer angehobenen Position befinden, um den Betrag gedreht werden, der erforderlich ist, um die nächste Gruppe von drei Röhren in die Position oberhalb der Sonden 70 zu bringen. Wenn sich die nächste Gruppe von Teströhren in dieser Position befindet, wird der zuvor beschriebene Zyklus wiederholt. D. h., der Antriebsmotor 90 dreht das Nockenteil 75, um das Absenken der Scheibe 40 und der Teströhren 60 zu bewirken; die Sonden 70 zählen die Radioaktivität der Inhalte der Teströhren 60 während einer festgelegten Zeitdauer; die Teströhren 60 werden angehoben und die Scheibe 40 wird um einen Betrag gedreht. Wenn die Scheibe 40 eine Drittelumdrehung durchgeführt hat, sind aufgrund der Verwendung der drei Sonden 70 alle Teströhren 60 gezählt, die Messung ist beendet und bei Betätigung eines oberen Begrenzungsschalters 135 zu diesem Zeitpunkt wird der Antriebsmotor 90 entregt. Das Anheben und Absenken der Ringscheibe 40 und der Teströhren 60 ist ausführlicher in Verbindung mit den Figuren 3, 3a und 2a erläutert.

Befindet sich der Scheibenring 40 der Halterungsplatte 20 in seiner anfänglichen oberen Position, wird bei Betätigung des Antriebsmotors 90 die Motorantriebswelle 110 gedreht, was die Drehung des Nockenteils 75 und auch des Antriebsteils 172 des herkömmlichen Maltüserkreuzmechanismus¹ 170 bewirkt. Die Ausgangsposition des Hebeblockmitnehmers 125, der in eine Nut des Nockenteils 75 eingreift, ist im Diagramm der Fig. 2a bei 300 gezeigt; die Ausgangsposition des Maltäserkreuzmechanismus

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170 ist in Fig. -3a H) gezeigt, wobei sich der Mitnehmer T80 ' des Antriebsteils 172 am Ende eines Schlitzes 305 des angetriebenen Gliedes 190 befindet. Wenn sich der Antriebsmotor 90 dreht, durchläuft der Mitnehmer 125 eine VerV/eilstelle 310 (Fig. 2a) und wird beim Durchlaufen der Stelle 315 abgesenkt. Folglich wird der Block 120 abgesenkt und der untere Begrenzungsschalter 130 betätigt, wenn die Teströhren 60 in die Sonden 70 abgesenkt worden sind. Das Betätigen des unteren Begrenzungsschalters 130 entregt den Antriebsmotor 90 v/ährend einer festgelegten Zeitdauer, wobei sich der Mitnehmer 125 in der Verweilbefindet;
stellung 320/ gleichlaufend damit hat sich das Antriebsteil

170
des Maltäserkreuzmechanismus'/durch die in den Figuren 3a (II) und

(III) / (iv)ge^zeigten Positionen hindurchbewegt, was zu keinerlei Bewegung des angetriebenen Gliedes 190 führt. Die Position gemäß Fig. 3a (II) entspricht dem Ende der Verweilstelle 310 des Nockenteils 75 (Fig. 2a), und die Position gemäß Fig. 3a (III) entspricht der Verweilstelle 320 der Fig. 2^₁ zu welcher Zeit der Antriebsmotor 90 entregt ist. Nach Ablauf der vorbestimmten Zählzeitdauer wird der Antriebsmotor 90 wieder erregt. Dies bewirkt eine Drehung des Nockenteils 75 und des Maltäserkreuz-Antriebsteils 172, und der Mitnehmer 125 wird durch die Stelle 325 der F.ig· 2a zu einer Verweilstelle 330 angehoben, bei welcher die Teströhren 60 in ihre anfängliche obere Position angehoben sind; gleichlaufend damit ist das Antriebsteil 172 des Maltäserkreuzmechanismus 170 in die in Fig. 3a (V) gezeigte Position vorgerückt, wobei dessen Mitnehmer 180 in den Schlitz 312 des angetriebenen Gliedes 190 einzugreifen beginnt. Der An-

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triebsmotor 90 dreht sich weiter und bewegt den Mitnehmer 180 und den'Schlitz 312 des angetriebenen Gliedes 1 9O, und damit das angetriebene Glied 190, weiter zu der in Fig. 3a (YI) gezeigten Position. Die schrittweise Drehung des angetriebenen Gliedes 190 bewirkt eine gleiche Drehung der Kerbzahnwelle 210. Die Kerbzahnwelle 210 steht mit dem Zahnrad 220 auf der Welle in Eingriff, und aufgrund des gewählten Verhältnisses zwischen Kerbzahnwelle 210 und Zahnrad 220 bewegt sich der Scheibenring 40 der Halterungsplatte 20 um einen schrittartigen Betrag vorwärts, was die nächste Gruppe aus drei Tes'tröhren 60 über den Sonden 70 positioniert. Der Antriebsmotor 90 dreht sich weiter und der vorausgehende Zyklus wird wiederholt, bis alle Teströhren 60 gezählt und in ihre anfängliche obere Position angehoben sind, zu welcher Zeit der Antriebsmotor 90 entregt wird.

Die elektrische Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Drehen des Scheibenrings 40 der Halterungsplatte 20 zu dem Zweck, aufeinander folgende Gruppen von Teströhren 6ü

ist, in die Position oberhalb der Sonden 70 zu bringer/ ausführlicher

in Verbindung mit dem elektrischen Schema der Fig. 4 erläutert.

In Fig. 4 ist die Steuereinheit 140 der Fig. 1 innerhalb gestrichelter Linien dargestellt. Sie enthält herkömmliche Komponenten und ist mittels Leitungen 401, 403 und 405 mit den Sonden 70 verbunden, bei denen es sich geeigneterrnaßen je um eine

sonde
Szintillations zähl/handelt, die eine Photovervielfacherröhre

809 8 52/0001 «GfnML im-zn-r*.

■ - 9 -

-.umfaßt sowie·-einen Szintillationskristall, der. ein. Ausgangs-.-.·..,., signal im Bereich von Millivolt erzeugt, das der radioaktiven Auszählung des in die Sonde eingesetzten Materials entspricht.

Der obere Begrenzungsschalter 135 und der untere Eegrenzungsschalter 130, die in Fig. 1 gezeigt sind, sind zweckmäßigerweise elektrooptische Unterbrecherschalter oder Mikroschalter, die mittels Leitungen 407 und 409 mit der Steuereinheit 140 verbunden sind. Der Antriebsmotor 90 erhält über Leitungen 411 und 413 Signale von der Steuereinheit 140. Wenn die Scheibe 40 und die Teströhren 60 in der in Fig. 1 gezeigten anfänglichen oberen Position sind, erzeugt die Betätigung eines Startschalters 415 über eine herkömmliche Motortreibereinheit 417 ein Signal, um den Antriebsmotor 9 0 in Drehung zu versetzen und die Scheibe 40 und-die erste Gruppe aus drei Teströhren 60 abzusenken, um die Teströhren in das Innere der Sonden 70 zu bringen. Durch die Betätigung des Startschalters 415 wird außerdem ein Signal für eine Zeitsteuerungseinheit 419 erzeugt, das diese freigibt, so daß die Zeitsteuerungseinheit 419 über Leitung 421 durch ein Signal betätigt wird, und zwar bei Betätigung des unteren Begrenzungsschalters 130 durch einen Vorsprung 121 des Hebeblocks 120, wenn die Scheibe 40 ihre abgesenkte Position erreicht, wobei sich die erste Gruppe dreier Teströhren 60 innerhalb aer Sonden 70 befindet. Eine Betätigung des auf unterem Niveau befindlichen Schalters' T30' bewirkt', daß der Antriebsmotor 90 durch ein Signal abgeschaltet wird, das über eine Leitung 423 dem Motortreiber 417 zugeführt wird. Durch eine Betätigung aer Zeitsteuerungsschaltung 419 wird über eine Leitung 425 ein Sig-

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nal auf BCD-Zähler 427 gegeben/ das die Zähler mit der Speicherung, d.h. der Zählung, der Radioaktivität der ersten Gruppe dreier in die Sonden 70 abgesenkter Teströhren GO beginnen läßt, wobei die von den Sonden 70 abgegebenen Signale durch eine.herkömmliche Verstärker/Diskriminator-Einheit 429 verstärkt werden.

Das Abschalten des Antriebsmotors 90 durch ein Signal von der Zeitsteuerungseinheit 419 geschieht für eine vorbestimmte Zeitdauer, beispielsweise eine Minute, die dazu ausreicht, eine angemessene Radioaktivitätszählung für die Inhalte der in die Sonden 70 eingeführten Teströhren 60 zu erhalten.

Nach Ablauf der vorbestimmten Zählperioden schaltet ein weiteres Signal von der Zeitsteuerungseinheit 419, das über eine Leitung 424 auf die Motortreibereinheit 417 gelangt, den Antriebsmotor 90 wieder ein, die Scheibe 40 und die Anfangsgruppe dreier Teströhren 60 v/erden in ihre in Fig. 1 gezeigte anfängliche obere Position angehoben, und die nächste Gruppe dreier von der Scheibe 40 getragener Teströhren wird in der zuvor beschriebenen Weise zu einer Position über den Sonden 70 weiterbewegt. Während der Zeitdauer, während welcher die nächste Gruppe dreier Teströhren 60 angehoben und in eine Position oberhalb der Sonaen 70 vorgerückt wird, bewirkt ein Signal, das einer Speichereinheit 443 von der .Zeitsteuerungseinheit 419 über eine Leitung 431 zugeführt wird, die Übertragung der Auszählinformation für die erste Gruppe dreier Teströhren 60 von den Zählern 427 in die Speichereinheit 443. Eine Druckersteuereinheit 445 empfängt

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ein Signal über eine Leitung 447 nach jeder Betätigung der Zeitsteuerungseinheif 419 und nach Ablauf einer jeden Auszählperiode, und ein Drucker 449 druckt die von der Speichereinheit 443 empfangenen Zähldaten.

Jede Betätigung der Zeitsteuerungseinheit 419 durch den unteren Begrenzungsschalter 130 hat zur Folge, daß über die Leitung 431 ein Signal von der Zeitsteuerungseinheit 419 an einen Zähler 433 gegeben wird. Das Ausgangssignal des Zählers 433 wird über eine Leitung 435 auf ein UND-Gatter 437 geführt; wenn der Zählstand des Zählers 433 eine Zahl erreicht, die gleich einem Drittel der Anzahl der Teströhren ist, was anzeigt, daß der untere Begrenzungsschalter 130 durch den Vorsprung 14 des Hebeblocks 120 so oft wie diese Zahl betätigt worden ist (12 mal für die 36 Teströhren der Fig. 1), bewirkten bei eier nächsten Betätigung des oberen Begrenzungsschalters 135 durch den Vorsprung 136 des Hebeblocks 120 über eine Leitung 440 zugeführte Signale in Verbindung mit dem über die Leitung 435 zugeführten Ausgangssignal des Zählers 433, daß vom UND-Gatter 437 über eine Leitung 444 ein Signal an den Motortreiber 417 gegeben wird, um den Antriebsmotor zu entregen, d. h. "abzuschalten".

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung beträgt die Anzahl der vom Ring 40 getragenen Röhren zweckmäßigerweise 10 bis 50 oder mehr, und die Anzahl der verwendeten Sonden ist wesentlich kleiner als die Anzahl der zu messenden Röhren, vorzugsweise 3; mehr als 3 Sonden können verwendet werden, wenn die Gesamtmeßzeit verringert werden soll.

S 0 9 8 5 2 / 0 8 0 1 ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

fi ·) Vorrichtung zum Messen der Radioaktivität der Inhalte mehrerer Aufnahmebehälter, gekennzeichnet durch:

a) Ein horizontal angeordnetes Tragteil (40) mit einer Vielzahl am Umfang angeordneter Öffnungen (50) zum entnehmbaren Halten einer Vielzahl sich nach unten erstreckender länglicher Aufnahmebehälter (60) zur Aufnahme radioaktiven Materials ;

b) Ein vertikal orientiertes drehbares, vertikal hin- und herbewegbares und mit dem Halterungsteil (40) in Eingriff stehendes Wellenglied (10, 120) zur Drehung einer Welle (10) und des Halterungsteils (40) und zum Absenken und Anheben der Welle und des Halterungsteils;

c) Ein mit dem Wellenglied (10, 120) in Eingriff stehendes Nockenteil (75) zum zyklischen Absenken und Anheben des Wellengliedes und des Halterungsteils um eine vorbestimmte Distanz beim Drehen des Nockenteils (75);

d) Mehrere Sonden (70), die die vom Halterungsteil (40) gehaltenen länglichen Aufnahmebehälter (60) aufzunehmen vermögen und deren Radioaktivität messen, und die unter einer ausgewählten' Anzahl Aufnahmebehälter (60) mit diesen ausgerichtet angeordnet sind;

e) Eine mit dem Wellenglied (10, 120) in Eingriff stehende MaI-

S09852/0ÖÖ1 @&^!GIMäL IWSPECTED

täserkreuzantriebsvorrichtung (170) zum schrittweisen Drehen des Wellengliedes und des Ilalterungsteils um einen betrag, der andere als die ausgewählten Aufnahmebehälter (60) in Ausrichtung mit den Sonden (70) bringt;

f) Eine mit der Nockenvorrichtung (75) und mit der Maltäserkreuzantriebsvorrichtung (170) gekoppelte Antriebsmotoreinrichtung (90), die

(I) die Nockenvorrichtung (75) dreht, das Wellenglied (10, 120) zyklisch um eine vorbestimmte Distanz absenkt und bewirkt, daß die länglichen Aufnahmebehälter (60) von den Sonden (70) aufgenommen werden, und danach das Wellenglied anhebt um die länglichen Aufnahmebehälter in ihre Anfangsposition zurückzubringen, und

(II) die Maltäserkreuzantriebsvorrichtung (170) dreht, um das Wellenglied und die länglichen Aufnahmebehälter nach ihrer Rückkehr in ihre anfängliche angehobene Position schrittartig zu drehen; und

g) Eine elektrische Schaltervorrichtung (130), die so angeordnet ist, daß sie beim Absenken des Wellengliedes um die vorbestimmte Distanz betätigt wird, um den Antriebsmotor für eine vorbestimmte Zeitdauer abzuschalten, nachdem die Aufnahiaebehälter (60) von den Sonden (70) aufgenommen worden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei in gleichem Abstand angeordnete Sonden (70) vorgesehen sind.

6 0 9 8 5 2/0801

^0Fi!QINAL

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