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CO2농도 및 온도 상승이 백합나무의 생리적 특성에 미치는 영향 (Effects of Elevated CO2 Concentration and Temperature on Physiological Characters of Liriodendron tulipifera)

  • 이하수;이솔지;이재천;김기우;김판기
    • 한국농림기상학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.145-152
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    • 2013
  • 지구온난화와 같은 기후변화에 대한 백합나무의 생리적 적응반응을 구명하기 위해서, $CO_2$ 농도 및 기온 상승이 백합나무의 생리특성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 $CO_2$ 농도 및 기온 상승에 의하여 백합나무의 동화기관을 비롯한 모든 기관의 생장이 촉진되었다. 그러나 광합성능력과 관련된 광합성색소의 함량, 광화학계 및 탄소고정계의 활성 등은 일반 대기조건에서 생장한 개체와 유사한 값을 나타내, 광합성능력의 변화가 없었음이 시사되었다. $CO_2$ 농도 및 기온 상승에 의한 증산속도의 상승으로 광합성에 대한 수분이용효율이 저하하였다. 그러나 측근 생장이 촉진되어 뿌리에 대한 동화기관의 비율이 낮아지는 반응이 나타나 수분흡수능력이 높아졌음을 확인하였다. 또한 잎이 두꺼워지고 치밀해지는 형태적 변화가 나타나고, 수분 손실에 대한 잎의 저항능력이 증대되었음이 확인되었다. 이러한 결과로 $CO_2$ 농도 및 기온 상승에 의하여 백합나무의 수분 스트레스에 대한 저항능력이 증대됨을 알 수 있다.

온도 증가와 건조 스트레스가 백합나무의 생장, 광합성 및 광색소 함량에 미치는 영향 (Effects on Growth, Photosynthesis and Pigment Contents of Liriodendron tulipifera under Elevated Temperature and Drought)

  • 김길남;한심희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.75-84
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    • 2015
  • 본 연구는 국내 주요 조림수종인 백합나무 유묘의 온도 증가와 건조 스트레스에 따른 생장 및 생리 반응변화를 알아보고자 실시하였다. 온도 제어는 국립산림과학원 산림유전자원부(경기도 수원시 권선구 온정로 39)의 환경제어실 인공 광 챔버를 이용하였다. 처리 온도는 Fig. 1과 같이 최근 30년 동안(1981-2010) 우리나라 전국 월 평균을 기준으로 $-3^{\circ}C$, $0^{\circ}C$, $+3^{\circ}C$, $+6^{\circ}C$로 설정하였다. 건조 처리는 6월부터 대조구와 건조 처리구로 구분하여 대조구는 충분히 관수하여 최저 -0.1 MPa 이상의 토양 수분 포텐셜을 유지시켰고, 건조처리구는 유묘의 잎에 초기위조 현상이 나타날 때까지 관수를 하지 않았다. 온도 증가 및 건조 스트레스에 따른 백합나무 유묘의 근원경과 수고의 상대생장율은 대조구와 건조 처리구 모두 온도가 증가할수록 높은 상대 생장율을 나타냈으며, 대조구와 건조 처리간에는 차이가 없었다. 또한 백합나무 유묘의 엽면적과 총 건중량을 측정한 결과, 근원경 및 수고 생장과 같은 경향으로 온도가 증가할수록 엽면적과 총 건중량이 증가하였다. 근원경, 수고, 엽면적 및 총 건중량 모두 건조 처리구 내 $-3^{\circ}C$ 처리구에서 가장 낮은 값을 나타내 백합나무 유묘는 온도 증가보다 저온에 의해서 피해를 입는 것으로 생각된다. 광합성 속도, 암호흡 속도, 기공전도도 및 증산속도도 대조구와 건조 처리구 모두 온도가 증가할수록 증가하였고, 저온 처리구인 $-3^{\circ}C$ 처리구에서 가장 낮은 값을 보였다. 그러나 수분 이용효율은 온도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 총 엽록소 및 카로테노이드 함량도 대조구와 건조 처리구 모두 온도가 증가할수록 함량이 증가하였다. 결론적으로, 온도 증가는 백합나무 유묘의 생리적 반응에 긍정적인 영향과 함께 생장을 촉진시키는 것으로 판단된다. 그러나 온도 감소는 백합나무 유묘의 생장 및 생리적 반응에 부정적인 영향을 미쳐, 생장이 저하되는 것을 알 수 있었다.

온도 및 염화나트륨이 측백나무 종자 발아에 미치는 영향 (Effect of Temperature and Sodium Chloride on Seed Germination of Thuja orientalis)

  • 탁우식;김태수;최충호
    • 한국자원식물학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.97-104
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    • 2006
  • 온도 및 NaCl 등의 외부 환경인자에 노출되었을 때 나타나는 측백나무 종자의 발아특성을 조사하고 불량환경에 대한 내성 및 적정 환경조건을 알아보고자 본 연구를 실시하였다. 15, 20, 25, $30^{\circ}C$의 온도조건에서 NaCl 용액을 0, 500, 1,000, 2,000, 4,000ppm의 5수준으로 분주하여 종자발아특성 및 상대수분흡수율을 조사하였다. 발아율의 경우 $15^{\circ}C$ 온도에서 가장 높게 나타났으며 NaCl에 의한 감소의 폭도 가장 작았다. 반면, $30^{\circ}C$에서는 모두 현저히 낮게 나타났다. 휴면율과 고사율은 대부분 고온으로 갈수록 높게 나타났다. 특히, 휴면율은 $30^{\circ}C$에서 그 차이가 현저하였으며, 고사율에 비해서도 높은 수치를 보였다. 온도 및 NaCl의 농도에 대한 상호연관성을 알아보고자 two-way ANOVA 분석을 실시한 결과 두 요인 및 요인간 상호작용에서 유의성이 인정되었다(p<0.001). 평균발아일수는 온도 및 NaCl 농도가 증가함에 따라 대체적으로 증가하는 경향을 보여 발아가 지연되었음을 나타냈다. 그러나 $30^{\circ}C$에서는 NaCl의 독성에 의해 고사종자가 발생하여 증가 후 감소하는 경향을 나타냈다. 발아속도와 발아균일지수는 온도 및 NaCl 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 상대수분흡수율은 $15^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났으며, NaCl 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한 발아율, 발아속도 및 발아 균일지수와 높은 정(+)의 상관을 나타내었다. 결과적으로, 고온과 염류는 측백나무 종자의 발아를 저해하는 요인으로 작용하므로 발아율, 발아속도 및 발아균일지수의 감소를 줄이기 위해 노지 파종시 이들 요인에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다.

붕소-중성자 포획치료를 위한 미세 속중성자 선량 특성 연구 (Dosimetry of the Low Fluence Fast Neutron Beams for Boron Neutron Capture Therapy)

  • 이동한;지영훈;이동훈;박현주;이석;이경후;서소희;김미숙;조철구;류성렬;유형준;곽호신;이창훈
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제19권1호
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    • pp.66-73
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    • 2001
  • 목적 : 붕소-중성자 포획치료법(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)을 위해 원자력병원 싸이클로트론에서 발생되는 최대에너지 34.4 MeV의 속중성자(Fast neutron)를 70 cm 파라핀으로 감속시킨 후 선량 특성을 조사하였다. 그 결과를 토대로 열외중성자(Epithermal neutron) 선량 측정법에 대한 프로토콜을 확립하여 원자로에서 방출되는 열외 중성자 선량 특성 평가의 기초를 삼고, 가속기를 이용한 BNCT 연구에 대한 타당성 여부를 조사하고자 한다. 대상 및 방법 : 공기 중 선량 및 물질 내 선량 분포 측정을 위해 Unidos 10005 (PTW, Germany) 전기계와 조직 등가 물질인 A-150 플라스틱으로 제작된 IC-17 (Far West, USA) 및 IC-18, ElC-1 이온함을 사용하였고, 감마선의 측정을 위해서는 마그네슘으로 제작된 IC-l7M 이온함을 이용하였으며 조직등가 기체와 아르곤 기체를 분당 5cc 씩 주입하며 측정하였다. 중성자, 광자, 전자가 혼합된 장의 모의 수송 해석을 위해 이용되는 Monte Carlo N-Particle (MCNP) transport code를 사용하여 2차원적 선량 분포 및 에너지 분포를 계산하였으며 이 결과를 측정값과 비교하였다. 결과 : BNCT에서의 유효 치료 깊이인 물 팬텀 4 cm에서의 선량은 치료기 1 MU 당 $6.47\times10^{-3}\;cGy$로 미세하였으며, 이때 감마 오염도(contamination)는 $65.2{\pm}0.9\%$로 중성자보다는 감마선에 의한 선량 기여분이 우세하였다. 깊이에 따른 선량 분포 특성에서는 중성자 선량은 선형적으로 감쇠 되었고, 감마선량은 지수적으로 보다 급격히 감쇠되는 경향을 보였으며 전체 선량의 $D_{20}/D_{10}$은 0.718 이었다. MCNP에 의한 에너지 분포 전산 계산의 결과 2.87 MeV 이하에서 중성자 피크가 나타났으며, 저에너지 영역에서는 감마선이 연속적으로 분포되는 양상을 보였다. 결론 : 벽 물질이 서로 다른 두 개의 이온함을 사용한 직접 선량 측정과 MCNP 전산 시뮬레이션을 이용한 공간 선량분포 계산으로 미세 속중성자 빔에 대한 선량 특성을 파악할 수 있었으며, 원자로 열외중성자 주(Epithermal neutron column)에 대한 선량 평가 자료로 확보하였다. 아울러 가속기에 대한 연구가 진행되어 고전압, 고전류를 발생시키는 전원 공급장치와 표적핵(Target) 물질이 개발되고 비스무스나 납 등에 의해 감마 오염도를 줄일 경우, 싸이크로트론에 의한 보론-중성자 포획치료도 가능해질 것으로 판단된다.

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물 관리와 유기물 시용이 다른 논에서 벼 식물체를 통한 메탄 배출의 일변화 (Diel Change of Methane Emission through Rice Plant under Different Water Management and Organic Amendment)

  • 신용광;이양수;고문환;엄기철
    • 한국토양비료학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.32-40
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    • 2003
  • 물관리와 유기물 시용이 상이한 벼논에서 메탄 배출을 측정하였다. 벼 식물체를 통한 메탄수송을 밝히려고 벼 생육기간중 분얼기, 감수분열기, 출수기, 수확기중 각 1일씩 주야로 2시간 간격으로 벼를 심은 chamber와 벼를 심지 않은 chamber에서 메탄가스 배출을 측정하였다. 상이한 생육기에서 벼 식물체를 통한 메탄 배출은 엽면적 지수, 건물중이 최대로 될 때까지는 증가하였지만 그 후로는 감소하였다. 6월 18-19일 (분얼기)에 벼 식물체가 매개한 메탄 배출은 NPK구, RSC구 (볏짚퇴비를 5월에 시응한 구). RS2구 (볏짚을 2월에 시용한 구)에서 각기 38.4%, 36.5%, 64.3%였었다. 7월 30일-31일 (감수분열기)에 벼 식물체가 매개한 메탄 배출은 NPK구, RSC구, RS2구에서 각기 70.4%, 74.3%, 74.4%였었다. 8월 20일-21일 (출수기)에 벼 식물체가 매개한 메탄 배출은 NPK구, RSC구, RS2구에서 각기 80.1%, 84.5%, 74.8%였었다. 9월 28일-29일 (수확기)에 벼 식물체가 매개한 메탄 배출은 NPK구, RSC구, RS2구에서 각기 69.9%, 65.9%, 64.4%였었다.

다공질 장석으로 제조한 축열층의 열전도 특성 (Thermal Conductivity Effect of Heat Storage Layer using Porous Feldspar Powder)

  • 김성욱;고대홍;최은경;김성환;김태형;이규환;조진우
    • 자원환경지질
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    • 제50권2호
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    • pp.159-170
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    • 2017
  • 다공성 구조의 장석과 주택 시방기준으로 제작된 바닥 축열층 모르타르의 열적 특성과 소비전력을 비교하였다. 실험을 위해 온수관이 설치된 2개의 실대형 모형을 제작하였다. 자외선 열화상 온도와 온도센서를 이용하여 가열과 냉각과정에서 축열층의 온도변화를 모니터링하였다. 시험동의 축열층은 $20-30^{\circ}C$ 구간의 온도 범위의 가열조건에서 $2-3.5^{\circ}C$ 높은 온도를 보였고 목표 온도에 도달하는 시간이 단축되었다. 온수관에서 멀어질수록 $4-4.8^{\circ}C$ 이상의 차이를 보였고 이는 장석 기반의 모르타르 축열층이 열적 평형에 빨리 도달하는 것을 지시한다. 가열 온도 $30^{\circ}C$를 기준으로 산정한 소비전력은 2.2배 차이를 보였고 단계별 온도 상승에서 소비전력은 66% 절감되었다. 냉각에서 시험동의 표면온도는 지속해서 $2^{\circ}C$ 이상 높았고 축열로 인해 보일러의 재가동 시간이 연장되는 것을 고려하면 에너지 효율은 더 증가할 것이다.

강우 이벤트가 태화산 잣나무 식재림의 각 발생원별 $CO_2$ 발생량에 미치는 영향 (The Effect of Rain Fall Event on $CO_2$ Emission in Pinus koraiensis Plantation in Mt. Taehwa)

  • 서상욱;박성애;심규영;양병국;최은정;이재석;김태규
    • 환경생물
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    • 제32권4호
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    • pp.389-394
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    • 2014
  • 본 연구는 몬순기후에 의해 장마라는 특징적인 강우패턴을 가지는 환경조건에서 강우 패턴 및 강우 강도의 변화가 삼림 내 지표 유출수와 토양수분함량을 변화시켜 토양호흡의 배출 양상을 어떻게 변화시키는지 알아보기 위하여 수행되었다. 대상지는 경기도 광주시에 위치한 서울대학교 학술림 내 잣나무식재림으로 2012년 1년 동안 자동 토양호흡 쳄버를 이용하여 연변화를 측정하였고 단근처리 기법을 이용하여 토양호흡 중 약 24%가 뿌리호흡에서 기인한 것으로 추정되었다. 이와 더불어 장마와 태풍으로 인한 다양한 강도의 강우가 발생한 7월 말부터 9월 말까지 휴대용 토양호흡 측정기를 이용하여 관측지 내 단근처리구와 단근 및 강우차단처리구에서 종속영양생물호흡을 측정하였다. 토양수분함량의 경우 고강도의 강우가 며칠씩 이어지더라도 20%를 초과하지 않았다. 이는 강수가 상대적으로 적은 시기에는 수목활성이나 토양미생물의 활성에 영향을 미칠 것으로 추정된다. 강우 강도가 10 mm 이하의 저강도 강우에서는 종속영양생물호흡이 약 14.4% 상승하였으나 10 mm 이상의 고강도 강우조건에서는 종속영양생물호흡이 25.5% 감소하였다. 이는 강우 강도에 따라 종속영양생물호흡의 배출 양상이 달라짐을 보여주었다.

6MV 광자선에서 측정 조건의 변화와 측정법의 차이에 의한 절대 선량값의 비교 (The Comparison of Absolute Dose due to Differences of Measurement Condition and Calibration Protocols for Photon Beams)

  • 김회남;박성용;서태석;권수일;윤세철
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제8권2호
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    • pp.87-102
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    • 1997
  • 목적 : 방사선량 측정시 에너지, 매질, 측정기 등의 측정 조건과 측정 프로토콜에 따라 절대 흡수선량값이 결정된다. 본 연구에서는 이러한 측정 조건의 변화와 측정 프로토콜의 차이에 따른 절대 선량 값을 구하여 비교 분석 하고자 한다. 방법 : 시멘스 선형가속기에서 발생하는 6MV 광자선을 이용하여 3개의 다른 매질(물, 고체 물팬텀, 폴리스틸렌팬텀)내에서 2개의 전리함 (PTW ion chamber, NEL ion chamber)과 2개의 전기계(Victoreen electrometer, Keithley electrometer)를 사용하여 흡수선량을 측정하였다. 매질, 전리함, 전기계등의 측정 조건을 달리하여 서로 다른 조합에 대한 측정값을 TG21, IAEA 프로토콜에 의해 각각 분석하였다. 결과 및 결론 : 2개의 전기계와 2개의 전리함 조합에 따른 TG2l 및 IAEA 의 Ngas,, ND값의 비는 평균적으로 1% 이내에서 일치하였다. 3개의 서로 다른 매질, 4개의 서로 다른 전리함 및 전기계 조합에 따른 12 가지 측정조건에 대한 흡수선량의 변화는 평균 0.6%의 차이를 보여 주였으며 임의의 전리함 및 전기계 조합에 대하여 물팬텀 및 고체물팬텀에 대한 TG21, MEA 측정법에 의한 흡수선량비의 변화 양상이 같은 양상을 보여주고 있으나 그 차이가 평균 1.96%를 보임으로서 고체물팬텀이 절대 흡수선량 측정에는 적절치 않은 것으로 사료된다. TG21 측정법에 따른 물팬텀과 폴리스틸렌팬텀을 이용한 절대 흡수선량값이 1.54%의 차이를 보임으로서 팬텀 매질에 대한 비교 factor가 필요할 것으로 사료된다. 측정매질, 전리함, 전기계 등의 여러 조건에 대한 흡수선량값의 차이가 TG21, IAEA 프로토콜에서 1% 이내의 차이를 보여 주고 있으며 상대적인 변화 양상이 측정법에 상관없이 같은 경향으로 변함으로서 측정조건이 측정법에 영향을 주지 않았음을 알 수 있다. 다만 표준 측정법을 사용할 때 팬텀에 의한 차이는 많이 날 수 있으므로 측정법에서 사용하는 표준 팬텀을 사용 할 것을 권장하며 이것이 어려운 경우는 병원에서 사용하는 팬텀에 대한 보정값을 자체적으로 구하여 사용하는 것이 오차를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

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환경조건에 대해 기공의 반응이 상이한 두 종의 포플라 생장에 미치는 고농도 CO$_{2}$의 영향 (Effect of CO$_{2}$Enrichment on Growth of two Poplar Clones, I-214 (Populus euramericana) and Peace (P. koreana $\times$ P. trichocarpa))

  • Park, shin-Young;Akio Furukawa;Tsumugu Totsuka
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제18권2호
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    • pp.255-263
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    • 1995
  • Two poplar clones, I-214 (Populus euramericana) and Peace (P. Koreana × P. trichocarpa), were grown for 21 days in growth chambers at different CO₂concentrations (350, 700 and 2,000 μL·L-1). I-214 has stomata responding to environmental conditions in normal ways and Peace has unresponsive stomata to environmental factors including light, ABA, water stress and CO₂. In both plants, elevated CO₂ stmulated the growth of plant parts, especially leaf dry weight. And a CO₂ enrichment of 700 μL·L-1 CO₂ caused increment of net assimilation rate (NAR). The growth responses of these plants to CO₂ enrichment were different especially at high CO₂ condition (2,000 μL·L-1 CO₂). The total dry weight in Peace increased up to 2,000 μL·L-1 CO₂ but not in I-214. A CO₂ enrichment of 2,000 2,000 μL·L-1 CO₂ had little effect on NAR of I-214 but enhanced NAR of Peace. Although it is uncertain whether the different responses to CO₂ enrichment between I-214 and Peace resulted from the different properties of stomatal responses to long-term CO₂ treatment, the decrease in NAR is probably due in part to CO₂-induced stomatal closure in I-214 but not in Peace.

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2단계 연마방식 대형 연미기의 개발 (Development of Large-Scale Rice Polisher with Double Polishing Stages)

  • 정종훈
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제24권4호
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    • pp.309-316
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    • 1999
  • This study was conducted to develop a large-scale rice polisher with double polishing stages for producing clean rice with high quality in rice processing complexs. The performance of the developed rice polisher was evaluated and improved. The results obtained from this study were as followings : 1. A large-scale rice polisher with double polishing stages was developed, which consisted of two polishing chambers(polishing part I and II), two spraying parts, a feeding part, power of 37kW, control panel, etc. Especially, the purpose of polishing part Iwere to uniformly mix white rice sprayed with water and to remove bran particles from the rice. the roller surface of the polishing part I was coated with chromium. 2. The capacity of the developed rice polisher was 4t/h. The broken rice rate of the polisher was less than 0.2%, compared with about 1% of others. 3. The whiteness increment of the developed polisher was 2.6~3.0% compared with about 2.3~2.5% of others. 4. The energy consumption of the developed polisher was 0.5kWh/100kg. 5. The developed polisher was improved with the angle change of screen slot of the polishing chamber I. The broken rice rate was reduced from about 0.5% to about 0.2% as the max. internal pressure of the polishing chamber II decreased by 0.4kg/$\textrm{cm}^2$ due to the increase of resistance in the polishing chamber I. The whiteness of the polisher showed more than 38~39. 6. The developed rice polisher showed high performance, compared with other domestic and foreign polishers.

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