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求解中子扩散方程特征值问题的深度神经网络方法和软件
1
作者 余书沛 吕皓琛 +5 位作者 龚禾林 张世全 贺巧琳 杨宇 杨其洪 曾未 《计算物理》 北大核心 2025年第6期677-689,共13页
探讨核工程领域中子扩散特征值问题(NDEP)的机器学习求解方法。首先介绍数据驱动神经网络(DEPINN)借助先验或观测数据求解中子扩散方程的流程和处理带噪数据的方法。针对观测数据难以获取的情况,介绍了反幂法神经网络(IPMNN)和广义反幂... 探讨核工程领域中子扩散特征值问题(NDEP)的机器学习求解方法。首先介绍数据驱动神经网络(DEPINN)借助先验或观测数据求解中子扩散方程的流程和处理带噪数据的方法。针对观测数据难以获取的情况,介绍了反幂法神经网络(IPMNN)和广义反幂法神经网络(GIPMNN)求解最小特征值问题的基本模型。基于上述模型,开发了特征值问题求解软件包(AISEA),并通过该软件包验证所提出算法的有效性和精确度。该软件包可为核工程领域提供一种高效的数值求解工具。 展开更多
关键词 神经网络 特征值问题 中子扩散方程 噪声 特征值问题求解软件包
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新概念熔盐堆物理计算方法研究及程序设计 被引量：8
2
作者 张大林 秋穗正 +2 位作者 刘长亮 苏光辉 贾斗南 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1103-1108,共6页
考虑新概念熔盐堆燃料盐的流动特性,从基本的粒子守恒方程出发,推导了熔盐堆的中子动力学模型,并采用数值方法对3种工况下熔盐堆的临界问题进行计算,考察流动对有效增殖系数、快中子分布、热中子分布及缓发中子先驱核分布的影响。结果表... 考虑新概念熔盐堆燃料盐的流动特性,从基本的粒子守恒方程出发,推导了熔盐堆的中子动力学模型,并采用数值方法对3种工况下熔盐堆的临界问题进行计算,考察流动对有效增殖系数、快中子分布、热中子分布及缓发中子先驱核分布的影响。结果表明:质量流量对有效增殖系数的影响很小,对热中子分布的影响比对快中子分布的影响大,而质量流量越大,缓发中子先驱核移出堆芯的比率也越大。 展开更多
关键词 熔盐堆 中子动力学模型 中子扩散 缓发中子先驱核 流动效应 数值计算
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快堆三维六角形节块法输运计算研究 被引量：9
3
作者 徐李 马大园 +1 位作者 施工 李泽华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期161-165,共5页
对快堆堆芯的三维六角形节块输运理论计算方法进行了研究。在NAS程序基础上,使用节块输运理论,开发了三维六角形节块法输运程序NAS-T。表面通量采用双球谐DP1近似或DP3近似展开,在节块内采用一维离散纵坐标(SN)方法求解。并根据节块法... 对快堆堆芯的三维六角形节块输运理论计算方法进行了研究。在NAS程序基础上,使用节块输运理论,开发了三维六角形节块法输运程序NAS-T。表面通量采用双球谐DP1近似或DP3近似展开,在节块内采用一维离散纵坐标(SN)方法求解。并根据节块法的特点,在迭代计算时采用了响应矩阵方法,节块内的通量分布用二阶多项式表示,简化了节块内部计算过程,大幅节省了计算时间。对中国实验快堆和BN-600的keff进行了计算,结果符合良好。 展开更多
关键词 快堆 NAS—T程序 节块输运理论 响应矩阵
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田湾核电站乏燃料水池采用燃耗信任制的计算研究 被引量：4
4
作者 夏兆东 周小平 +2 位作者 李晓波 吕牛 郑继业 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2098-2102,共5页
以田湾核电站(TNPS)2×5排列的贮存格架构成的乏燃料水池为例,研究采用燃耗信任制技术的密集贮存和临界安全问题。采用MONK9A程序计算分析不同富集度、不同燃耗的乏燃料装载情况下系统的keff。根据系统keff随不同初始富集度燃料的... 以田湾核电站(TNPS)2×5排列的贮存格架构成的乏燃料水池为例,研究采用燃耗信任制技术的密集贮存和临界安全问题。采用MONK9A程序计算分析不同富集度、不同燃耗的乏燃料装载情况下系统的keff。根据系统keff随不同初始富集度燃料的燃耗变化情况给出了水池的参考装载曲线。采用燃耗信任制技术的密集贮存方案能提高贮存能力31%。 展开更多
关键词 燃耗信任制 乏燃料水池 临界安全 装载曲线
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三维六角形节块多群中子扩散程序NDHEX 被引量：7
5
作者 王侃 谢仲生 陈学俊 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期326-334,共9页
本文介绍用DIF3D (NOD)求解二、三维六角形几何系统下中子扩散方程的理论模型及数值计算方法。六角形节块内的中子通量密度分布采用高次多项式近似表示,最后导出通量矩方程及偏流的响应矩阵方程。应用粗网再平衡和渐近源外推方法加速收... 本文介绍用DIF3D (NOD)求解二、三维六角形几何系统下中子扩散方程的理论模型及数值计算方法。六角形节块内的中子通量密度分布采用高次多项式近似表示,最后导出通量矩方程及偏流的响应矩阵方程。应用粗网再平衡和渐近源外推方法加速收敛。参考此方法编制了计算程序NDHEX,并对一些六角形基准问题进行了计算。结果表明:NDHEX的计算结果与DIF3D(NOD)的计算结果符合很好;与差分程序相比,具有更高的精度与计算效率。它可用于快堆计算。 展开更多
关键词 快堆 节块法 扩散方程 程序
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球床型固体燃料熔盐堆计算软件开发 被引量：5
6
作者 庄坤 曹良志 +1 位作者 吴宏春 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期463-466,共4页
熔盐堆是第四代核能系统中唯一的液体燃料反应堆,在安全性、经济性、核不扩散、核废料嬗变和钍燃料增殖特性方面与其他反应堆相比具有很大的优势。目前国内的熔盐堆主要有两种堆型:液态燃料熔盐堆和球床式固体燃料熔盐堆。本文考虑到球... 熔盐堆是第四代核能系统中唯一的液体燃料反应堆,在安全性、经济性、核不扩散、核废料嬗变和钍燃料增殖特性方面与其他反应堆相比具有很大的优势。目前国内的熔盐堆主要有两种堆型:液态燃料熔盐堆和球床式固体燃料熔盐堆。本文考虑到球床熔盐堆燃料球的双重非均匀性特点研究了其组件均匀化方法。基于SISXTUS三维六角形节块程序开发了堆芯燃料管理程序BORAGE,并进行了数值验证。验证结果表明,本文所开发的程序具有很好的精度和效率,可用于熔盐堆稳态计算。 展开更多
关键词 熔盐堆 堆芯燃料管理 六角形节块 双重非均匀性
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基于格林函数节块法的物理与热工-水力耦合方法研究 被引量：4
7
作者 赵文博 姚栋 王侃 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期266-270,共5页
开发了三维物理与热工-水力耦合的PWR堆芯瞬态分析程序NGFMN-K/COBRA-Ⅳ/COBRA-Ⅳ(NCC)。少群时空中子动力学计算采用格林函数节块法程序NGFMN-K,隐式耦合子通道程序COBRA-Ⅳ实现瞬态计算。采用P10H8B功率重构方法给出热组件栅元功率分... 开发了三维物理与热工-水力耦合的PWR堆芯瞬态分析程序NGFMN-K/COBRA-Ⅳ/COBRA-Ⅳ(NCC)。少群时空中子动力学计算采用格林函数节块法程序NGFMN-K,隐式耦合子通道程序COBRA-Ⅳ实现瞬态计算。采用P10H8B功率重构方法给出热组件栅元功率分布,耦合另一个COBRA-Ⅳ程序模块,进行热组件子通道分析得到安全参数。对NEACRP-L-335C1弹棒基准问题的计算表明,NCC程序的计算结果与参考结果符合很好,说明程序计算正确,可用于评估事故结果。 展开更多
关键词 时空动力学 格林函数节块法 热工一水力 功率重构 安全参数
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快堆三维瞬态反应性反馈计算研究 被引量：3
8
作者 徐李 马大园 +1 位作者 施工 喻宏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1700-1706,共7页
在处理快堆时空动力学计算的反应性反馈问题时,提出了一种反应性直接反馈的数学模型。结合快堆的反应性反馈机制,在快堆中子学软件NAS的基础上,给出一种在时空动力学计算中截面反馈与反应性直接反馈相结合的反馈模式。同时,将快堆并群... 在处理快堆时空动力学计算的反应性反馈问题时,提出了一种反应性直接反馈的数学模型。结合快堆的反应性反馈机制,在快堆中子学软件NAS的基础上,给出一种在时空动力学计算中截面反馈与反应性直接反馈相结合的反馈模式。同时,将快堆并群系统加入到程序中,实现了在线并群。对中国实验快堆(CEFR)等温温升过程进行模拟,通过计算结果与CEFR温度反应性系数实验测量结果的对比,证明了本模型和程序的正确性。 展开更多
关键词 快堆 时空动力学 反应性反馈 NAS程序
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熔盐堆燃料管理程序开发 被引量：3
9
作者 庄坤 郑友琦 +3 位作者 曹良志 吴宏春 黄凯 王昆鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期425-429,共5页
由于燃料盐的流动,熔盐堆的燃料将在整个堆芯内重新分配,同时燃料中的裂变产物通过在线处理装置进行提取,这就使得熔盐堆内燃料成分变化更加剧烈,传统的固体燃料反应堆的宏观燃耗管理程序已不再适用。本文采用基于解析基函数展开法的扩... 由于燃料盐的流动,熔盐堆的燃料将在整个堆芯内重新分配,同时燃料中的裂变产物通过在线处理装置进行提取,这就使得熔盐堆内燃料成分变化更加剧烈,传统的固体燃料反应堆的宏观燃耗管理程序已不再适用。本文采用基于解析基函数展开法的扩散理论及线性子链微观燃耗算法开发了基于"两步法"的微观燃耗管理程序MOREL,并进行了验证。结果表明,MOREL程序有很好的精度,最后对钍基熔盐堆进行了初步的换料分析。 展开更多
关键词 熔盐堆 燃料管理 微观燃耗
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NECP-Atlas中屏蔽数据库制作模块的开发与验证 被引量：3
10
作者 祖铁军 徐宁 +1 位作者 曹良志 吴宏春 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期15-20,共6页
在核数据处理程序NECP-Atlas中开发了屏蔽数据库制作模块Shield_calc,该模块先利用NECPAtlas产生问题无关的MATXS格式细群中子、光子截面数据库;然后采用超细群方法、Bondarenko迭代方法进行共振自屏计算,获得有效自屏截面;最后,基于1... 在核数据处理程序NECP-Atlas中开发了屏蔽数据库制作模块Shield_calc,该模块先利用NECPAtlas产生问题无关的MATXS格式细群中子、光子截面数据库;然后采用超细群方法、Bondarenko迭代方法进行共振自屏计算,获得有效自屏截面;最后,基于1维反应堆模型采用NECP-Hydra进行输运计算获得应用堆型的典型权重谱,将细群屏蔽数据库归并为宽群屏蔽数据库NECL-SHILED。利用Shield_calc模块,基于与BUGLE-B7相同的评价核数据库ENDF/B-Ⅶ.0,制作了47群中子、20群光子的NECL-SHILED,并与BUGLE-B7进行了对比,数值结果显示NECL-SHILD与BUGLE-B7计算结果吻合较好,验证了Shield_calc模块具有较高的精度。 展开更多
关键词 屏蔽数据库 核数据处理 BUGLE-B7 NECP-Atlas NECL-SHILED
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计算中子扩散方程的全堆芯格林函数快速节块方法 被引量：2
11
作者 吴宏春 谢仲生 +1 位作者 尹邦华 章宗耀 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期106-111,126,共7页
导出了全堆芯格林函数快速节块方法理论模型，提出了对各个节块逐次扰动进行正向扩散计算建立格林函数库的思想，研制了相应软件ＣＧＦＭ，对一系列基准问题和我国秦山核电厂的问题进行了校核，计算结果表明，本文方法在保证一定的计算... 导出了全堆芯格林函数快速节块方法理论模型，提出了对各个节块逐次扰动进行正向扩散计算建立格林函数库的思想，研制了相应软件ＣＧＦＭ，对一系列基准问题和我国秦山核电厂的问题进行了校核，计算结果表明，本文方法在保证一定的计算精度下，计算速度比先进节块方法ＮＧＦＭ快１０倍左右。 展开更多
关键词 堆芯 格林函数 节块 中子扩散方程
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乏燃料废包壳残留物质核素分析计算 被引量：3
12
作者 夏兆东 吕牛 +1 位作者 成昱廷 郑继业 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期689-694,共6页
为分析计算乏燃料废包壳残留物质的核素含量,以M310型核电机组及燃料组件为分析对象,建立了乏燃料废包壳残留物质核素含量分层计算模型,用SCALE程序计算分析了^(244)Cm含量、总Pu含量及^(244)Cm/Pu比等主要参数随燃耗及冷却时间的变化... 为分析计算乏燃料废包壳残留物质的核素含量,以M310型核电机组及燃料组件为分析对象,建立了乏燃料废包壳残留物质核素含量分层计算模型,用SCALE程序计算分析了^(244)Cm含量、总Pu含量及^(244)Cm/Pu比等主要参数随燃耗及冷却时间的变化。计算结果表明,^(244)Cm含量、总Pu含量及^(244)Cm/Pu比随燃耗及冷却时间的变化均可用三阶多项式拟合。本文工作为废包壳残留物质非破坏性测量方法研究提供了数据支持。 展开更多
关键词 乏燃料废包壳 核素分析 244Cm 总Pu含量
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龙格库塔方法在求解瞬态中子扩散方程中的应用 被引量：2
13
作者 赵文博 姚栋 +1 位作者 王侃 胡永明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期89-96,共8页
本工作开发了NGFMN-K程序求解瞬态中子扩散方程。空间离散采用第2类边界条件节块格林函数方法,时间离散分别选取向后欧拉格式和四阶精度对角线隐式龙格库塔(DIRK)格式。对DIRK格式采用嵌入三阶精度格式估计截断误差实现时间步长自调节... 本工作开发了NGFMN-K程序求解瞬态中子扩散方程。空间离散采用第2类边界条件节块格林函数方法,时间离散分别选取向后欧拉格式和四阶精度对角线隐式龙格库塔(DIRK)格式。对DIRK格式采用嵌入三阶精度格式估计截断误差实现时间步长自调节。数值验证结果表明,两种格式的计算结果与参考程序结果符合很好,对于剧烈瞬变情况,DIRK格式较向后欧拉格式更为精确、高效。 展开更多
关键词 时空动力学 节块格林函数法 向后欧拉 龙格库塔方法
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两维快堆中子扩散方程的有限元逼近 被引量：6
14
作者 吴宏春 谢仲生 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第6期26-31,共6页
本文讨论了两维快堆中子扩散方程的有限元数值逼近方法,给出了收敛性证明,利用自动剖分技术编制了两维多群中子扩散方程有限元计算程序 FEM2D,对快堆临界问题进行了一系列数值计算,并与国外有限元计算结果及其它方法计算结果进行了分析... 本文讨论了两维快堆中子扩散方程的有限元数值逼近方法,给出了收敛性证明,利用自动剖分技术编制了两维多群中子扩散方程有限元计算程序 FEM2D,对快堆临界问题进行了一系列数值计算,并与国外有限元计算结果及其它方法计算结果进行了分析比较,得到了满意的结论。 展开更多
关键词 快堆 有限元 中子扩散方程
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不连续因子计算强吸收体区域的改进 被引量：3
15
作者 郭炯 李富 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B06期33-37,共5页
在球床高温气冷堆控制棒计算过程中,采用局部均匀化和不连续因子修正的扩散方法可取得较好的计算效果,但对具有强吸收性的吸收球区域的效果相对较差。经研究发现,在强吸收体模型中,强吸收体对附近石墨区域的中子通量分布仍具有较大影响... 在球床高温气冷堆控制棒计算过程中,采用局部均匀化和不连续因子修正的扩散方法可取得较好的计算效果,但对具有强吸收性的吸收球区域的效果相对较差。经研究发现,在强吸收体模型中,强吸收体对附近石墨区域的中子通量分布仍具有较大影响,体现出扩散方法对强吸收体的不适应。因此,本文提出改进方案,不但计算吸收体区域边界处的不连续因子,且计算临近石墨区域的边界不连续因子。数值计算结果表明,改进方案可改善计算精度,在扩散计算框架下可达到精细结构的输运计算精度。 展开更多
关键词 控制棒 不连续因子 扩散方程 强吸收体
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三维多群六角形几何中子扩散程序开发 被引量：1
16
作者 孙伟 倪东洋 +1 位作者 李庆 王侃 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1707-1712,共6页
本文基于解析基函数展开方法求解中子扩散方程的原理,利用满足中子扩散方程的解析基函数,将节块内的各群中子注量率近似展开。为提高该方法的计算精度,节块间耦合条件采用面中子注量率和面中子净流连续。节块间耦合条件的选取需利用源... 本文基于解析基函数展开方法求解中子扩散方程的原理,利用满足中子扩散方程的解析基函数,将节块内的各群中子注量率近似展开。为提高该方法的计算精度,节块间耦合条件采用面中子注量率和面中子净流连续。节块间耦合条件的选取需利用源迭代法来求解中子扩散方程。源迭代中的内迭代选用加速的高斯-塞德尔方法,外迭代采用Lyusternik-Wagner外推加速收敛技术。针对中子注量率收敛慢、有效增殖因数收敛快、内迭代方程组系数矩阵更新耗时的特点,采用一种新的加速方法——一次外迭代多次内迭代的方法。基于以上理论模型,发展了三维多群六角形几何中子扩散程序HANDF-D,对三维二群vver440基准题、高通量堆临界实验2、三维四群热堆问题、三维七群快堆问题计算的结果表明,该方法能准确快速地给出堆芯有效增殖因数和功率。 展开更多
关键词 解析基函数 中子扩散方程 高斯-塞德尔方法 加速收敛方法
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三维圆柱几何格林函数节块法中子扩散计算 被引量：2
17
作者 胡永明 赵险峰 《计算物理》 CSCD 北大核心 1997年第4期429-430,共2页
发展了中子扩散计算三维圆柱几何格林函数节块法。首先通过横向积分将中子扩散方程化为三个互相耦合的一维偏通量方程。对于径向偏通量方程，将径向扩散微分算符分解为平板几何的扩散微分算符和一个修正项之和，将修正项移到方程右端作... 发展了中子扩散计算三维圆柱几何格林函数节块法。首先通过横向积分将中子扩散方程化为三个互相耦合的一维偏通量方程。对于径向偏通量方程，将径向扩散微分算符分解为平板几何的扩散微分算符和一个修正项之和，将修正项移到方程右端作为修正源项，这样，三个方程都化为平板几何的一维方程形式。再借助平板几何第二类边界条件格林函数，对圆柱几何相应体源作积分，建立偏通量积分方程。对于修正源项，通过分部积分方法将偏通量导数项转化为对格林函数的求导。通过源迭代法求解方程。基准计算表明，该计算精度高、速度快，可成为三维圆柱几何堆芯设计和燃料管理计算的有效方法。 展开更多
关键词 格林函数 节块法 气冷堆 堆芯 中子扩散
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基于对称性原理的二维六角形几何多群解析节块法 被引量：2
18
作者 张少泓 谢仲生 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期121-131,共11页
通过寻找二维亥姆霍兹方程解析试验解的方式来求解六角形几何多群中子扩散方程，并利用对称性原理和群论确定节块内的中子通量分布。和普通先进节块法不同的是求解过程不采用横向积分技术，节块之间同时采用偏流和偏流矩相耦合，且得到... 通过寻找二维亥姆霍兹方程解析试验解的方式来求解六角形几何多群中子扩散方程，并利用对称性原理和群论确定节块内的中子通量分布。和普通先进节块法不同的是求解过程不采用横向积分技术，节块之间同时采用偏流和偏流矩相耦合，且得到的解在节块内任意点上都满足扩散方程。对基准题的校核计算表明，组件最大功率误差均小于１％。 展开更多
关键词 中子扩散方程 对称群 数值解 节块法 二维
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利用 Monte Carlo 方法进行煤浆系统的几何设计 被引量：1
19
作者 王汝赡 姜宏宇 《核电子学与探测技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期37-41,共5页
本文介绍了利用专用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ程序ＭＣＳＤ进行煤浆系统的几何设计的过程，其中重要性（ｉｍｐｏｒ－ｔａｎｃｅ）和重要性图（ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｍａｐ）的引入增加了对系统特点的认识并简化了设计的过程。
关键词 重要性图 煤浆系统 灰分 蒙洛卡洛法 中子扩散
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基于对称性原理的三维六角形几何解析节块法 被引量：1
20
作者 张少泓 谢仲生 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期266-273,共8页
以多群中子扩散方程解析解为基础 ,利用方程及求解域的对称性建立了一个新的数值求解多群扩散方程的理论模型 ,并将该模型应用于三维六角形几何。和普通节块法相比 ,该方法可避免因几何引起的奇异性问题 ,且所得的解在求解域内任意点上... 以多群中子扩散方程解析解为基础 ,利用方程及求解域的对称性建立了一个新的数值求解多群扩散方程的理论模型 ,并将该模型应用于三维六角形几何。和普通节块法相比 ,该方法可避免因几何引起的奇异性问题 ,且所得的解在求解域内任意点上都满足扩散方程。 展开更多
关键词 对称性 节块性 中子扩散方程 反应堆物理计算
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