(57)【要約】      （修正有）【課題】応答解析に係る計算コストの削減を図ることが可能な評価条件を作成することができる評価条件作成方法等を提供する。【解決手段】原子力発電プラントの応答解析に用いられる評価条件に含まれる複数のパラメータを合理化して、合理化された評価条件を作成する評価条件作成方法であって、パラメータの値を異ならせた複数の評価条件に基づいて、応答解析の入力となる注入特性データをそれぞれ算出するデータ算出工程Ｓ１０と、基準となる安全解析上の注入特性データである基準注入特性データに、許容幅となる係数αを設定する係数設定工程Ｓ１１と、データ算出工程Ｓ１０で算出した注入特性データが、基準注入特性データの許容幅に収まるか否かを判定し、注入特性データが許容幅に収まる場合、許容幅に収まる注入特性データに対応する評価条件のパラメータの値を共通化する評価条件合理化工程Ｓ１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの応答解析に用いられる評価条件に含まれる複数のパラメータを合理化して、合理化された前記評価条件を作成する評価条件作成方法であって、
前記パラメータの値を異ならせた複数の前記評価条件に基づいて、前記応答解析の入力となる入力データをそれぞれ算出するデータ算出工程と、
基準となる安全解析上の前記入力データである基準入力データに、許容幅となる係数を設定する係数設定工程と、
前記データ算出工程で算出した前記入力データが、前記基準入力データの前記許容幅に収まるか否かを判定し、前記入力データが前記許容幅に収まる場合、前記許容幅に収まる前記入力データに対応する前記評価条件の前記パラメータの値を共通化する評価条件合理化工程と、を備えることを特徴とする評価条件作成方法。
【請求項２】
前記評価条件合理化工程では、前記データ算出工程で算出した前記入力データが、前記基準入力データの前記許容幅に収まらない場合、前記許容幅に収まらない前記入力データに対応する前記評価条件の前記パラメータの値を共通化せずに、値が変動する前記パラメータとして取り扱うことを特徴とする請求項１に記載の評価条件作成方法。
【請求項３】
前記入力データは、原子炉を冷却する原子炉冷却系に冷却材を注入したときの前記原子炉冷却系の特性を示す注入特性データであることを特徴とする請求項１または２に記載の評価条件作成方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の評価条件作成方法により作成された前記評価条件に基づいて応答解析を行う応答解析方法であって、
合理化された前記評価条件に基づいて前記入力データを算出するデータ算出工程と、
前記データ算出工程により算出された前記入力データに基づいて応答解析を行う応答解析工程と、を備えることを特徴とする応答解析方法。
【請求項５】
プラントの応答解析に用いられる評価条件に含まれる複数のパラメータを合理化して、合理化された前記評価条件を作成する評価条件作成装置であって、
前記評価条件に基づいて前記応答解析の入力となる入力データを算出する演算部を備え、
前記演算部は、
前記パラメータの値を異ならせた複数の前記評価条件に基づいて、前記入力データをそれぞれ算出するデータ算出処理と、
基準となる安全解析上の前記入力データである基準入力データに、許容幅となる係数を設定する係数設定処理と、
前記データ算出処理で算出した前記入力データが、前記基準入力データの前記許容幅に収まるか否かを判定し、前記入力データが前記許容幅に収まる場合、前記許容幅に収まる前記入力データに対応する前記評価条件の前記パラメータの値を共通化する評価条件合理化処理と、を実行することを特徴とする評価条件作成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の評価条件作成装置により作成された前記評価条件に基づいて応答解析を行う応答解析装置であって、
前記評価条件に基づいて応答解析を行う演算部を備え、
前記演算部は、
合理化された前記評価条件に基づいて前記入力データを算出するデータ算出処理と、
前記データ算出処理により算出された前記入力データに基づいて応答解析を行う応答解析処理と、を実行することを特徴とする応答解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの応答解析に用いられる評価条件を合理化し、合理化された評価条件を作成する評価条件作成方法、応答解析方法、評価条件作成装置及び応答解析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、異常事象の発生時に、原子炉を冷却する原子炉冷却系に、冷却材を注水する安全施設が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−９９２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の注水設備等の安全注入系統を備える原子力プラントは、異常事象の発生時におけるプラントの健全性を評価するために応答解析（事故解析）が行われている。応答解析では、評価条件に基づいて作成された入力データを入力として、解析コードを用いて解析を行うことにより、解析結果に基づくプラントの健全性評価を行っている。入力データとしては、例えば、安全注入系統の注入特性データである。ここで、注入特性データ等の入力データは、設定する評価条件に応じて変化する。このため、全ての評価条件を考慮して入力データを作成する場合、評価条件のパターン数（ケース数）が多くなることで、評価条件に基づく入力データの算出に時間がかかってしまい、応答解析に係る計算コストが増大してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、応答解析に係る計算コストの削減を図ることが可能な評価条件を作成することができる評価条件作成方法、応答解析方法、評価条件作成装置及び応答解析装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の評価条件作成方法は、プラントの応答解析に用いられる評価条件に含まれる複数のパラメータを合理化して、合理化された前記評価条件を作成する評価条件作成方法であって、前記パラメータの値を異ならせた複数の前記評価条件に基づいて、前記応答解析の入力となる入力データをそれぞれ算出するデータ算出工程と、基準となる安全解析上の前記入力データである基準入力データに、許容幅となる係数を設定する係数設定工程と、前記データ算出工程で算出した前記入力データが、前記基準入力データの前記許容幅に収まるか否かを判定し、前記入力データが前記許容幅に収まる場合、前記許容幅に収まる前記入力データに対応する前記評価条件の前記パラメータの値を共通化する評価条件合理化工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の評価条件作成装置は、プラントの応答解析に用いられる評価条件に含まれる複数のパラメータを合理化して、合理化された前記評価条件を作成する評価条件作成装置であって、前記評価条件に基づいて前記応答解析の入力となる入力データを算出する演算部を備え、前記演算部は、前記パラメータの値を異ならせた複数の前記評価条件に基づいて、前記入力データをそれぞれ算出するデータ算出処理と、基準となる安全解析上の前記入力データである基準入力データに、許容幅となる係数を設定する係数設定処理と、前記データ算出処理で算出した前記入力データが、前記基準入力データの前記許容幅に収まるか否かを判定し、前記入力データが前記許容幅に収まる場合、前記許容幅に収まる前記入力データに対応する前記評価条件の前記パラメータの値を共通化する評価条件合理化処理と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
これらの構成によれば、許容幅に収まるパラメータの値を共通化することで、パラメータを整理できることから、パラメータの合理化を図ることができる。そして、パラメータの値を共通化することにより、評価条件のパターン数を少なくすることができる。このため、応答解析時において設定される評価条件のパターン数を少なくすることで、評価条件に基づいて算出される入力データを削減することができ、応答解析に係る計算コストの削減を図ることができる。換言すれば、応答解析に係る計算コストの削減を図ることが可能な評価条件を作成することができる。なお、許容幅となる係数は、応答解析の解析結果に有意な影響を与えない値となっており、事前に応答解析することによって規定される値である。また、応答解析に有意な影響を与えない値とは、応答解析の解析コードの不確かさの範囲内となる値である。
【０００９】
また、前記評価条件合理化工程では、前記データ算出工程で算出した前記入力データが、前記基準入力データの前記許容幅に収まらない場合、前記許容幅に収まらない前記入力データに対応する前記評価条件の前記パラメータの値を共通化せずに、値が変動する前記パラメータとして取り扱うことが、好ましい。
【００１０】
この構成によれば、応答解析の解析結果に影響を与える可能性があるパラメータを共通化しないことから、パラメータの値を可変値として、応答解析に用いることができる。このため、応答解析により得られる解析結果を精度のよいものとすることができる。
【００１１】
また、前記入力データは、原子炉を冷却する原子炉冷却系に冷却材を注入したときの前記原子炉冷却系の特性を示す注入特性データであることが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、注入特性データに基づく評価条件の合理化を図ることができる。
【００１３】
本発明の応答解析方法は、上記の評価条件作成方法により作成された前記評価条件に基づいて応答解析を行う応答解析方法であって、合理化された前記評価条件に基づいて前記入力データを算出するデータ算出工程と、前記データ算出工程により算出された前記入力データに基づいて応答解析を行う応答解析工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の応答解析装置は、上記の評価条件作成装置により作成された前記評価条件に基づいて応答解析を行う応答解析装置であって、前記評価条件に基づいて応答解析を行う演算部を備え、前記演算部は、合理化された前記評価条件に基づいて前記入力データを算出するデータ算出処理と、前記データ算出処理により算出された前記入力データに基づいて応答解析を行う応答解析処理と、を実行することを特徴とする。
【００１５】
これらの構成によれば、パターン数の少ない合理化された評価条件のパラメータに基づいて入力データを算出し、算出した入力データに基づいて応答解析を行うことができるため、応答解析に係る計算コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態に係る評価条件作成方法に関するフローチャートである。
【図２】図２は、データ算出工程に関する説明図である。
【図３】図３は、係数設定工程に関する説明図である。
【図４】図４は、評価条件合理化工程に関する説明図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る応答解析方法に関するフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態に係る評価条件作成装置及び応答解析装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００１８】
［本実施形態］
本実施形態に係る評価条件作成方法は、複数のパラメータからなる評価条件を合理化し、合理化された評価条件を作成する方法となっている。評価条件は、異常事象の発生時におけるプラントの応答解析（事故解析）において、応答解析の入力となる入力データを算出するために用いられる、プラントの運転条件であり、複数のパラメータを含んでいる。なお、プラントとしては、例えば、原子力発電プラントである。また、原子力発電プラントにおける応答解析の入力データとしては、例えば、原子炉を冷却する原子炉冷却系に冷却材を注入したときの原子炉冷却系の特性を示す注入特性データである。そして、注入特性データを求めるための評価条件に含まれるパラメータとしては、例えば、原子力発電プラントの原子炉冷却系に冷却材を注入する安全注入系統の作動条件であり、具体的に、安全注入系統に設けられる起動させる各種注入ポンプの組み合わせ、注水モードと再循環モードとの切替えに伴う注水ラインの変化等がある。なお、本実施形態では、原子力発電プラントの応答解析に適用すると共に、入力データとして注入特性データを適用する場合について説明する。なお、入力データは、注入特性データに限定されず、応答解析の入力となる入力データであれば、いずれのデータであってもよい。
【００１９】
図１を参照して、本実施形態に係る評価条件作成方法について説明する。図１は、本実施形態に係る評価条件作成方法に関するフローチャートである。本実施形態の評価条件作成方法では、評価条件を合理化、すなわち、評価条件に含まれる複数のパラメータのそれぞれについて、パラメータの値の共通化を図っている。ここで、パラメータの値の共通化とは、異なる複数の評価条件であっても、共通化されたパラメータの値を同じ値とする（固定値化する）ことである。
【００２０】
先ず、評価条件作成方法では、複数の評価条件を設定し、設定した複数の評価条件に基づいて、注入特性データをそれぞれ算出する（ステップＳ１０：データ算出工程）。図２は、データ算出工程に関する説明図である。
【００２１】
具体的に、データ算出工程Ｓ１０では、図１及び図２に示すように、パラメータの値を異ならせた複数の評価条件を設定する（ステップＳ１０ａ）。ステップＳ１０ａでは、一例として、図２に示すように、評価条件に含まれるパラメータが、安全注入系統に設けられる、低圧注入ポンプの起動台数、高圧注入ポンプの起動台数、及び格納容器（ＣＶ）スプレイポンプの起動台数となっている。このとき、ステップＳ１０ａでは、低圧注入ポンプの起動台数が共通化可能なパラメータであるか否かを判定すべく、低圧注入ポンプの起動台数を、全台稼働条件（例えば、２台）としている。つまり、ステップＳ１０ａでは、低圧注入ポンプの起動台数を２台の固定値とし、高圧注入ポンプの起動台数、及びＣＶスプレイポンプの起動台数を（０台から２台）の可変値としている。そして、ステップＳ１０ａでは、各ポンプの起動台数を組み合わせた複数の評価条件を設定している。
【００２２】
続いて、データ算出工程Ｓ１０では、ステップＳ１０ａにおいて評価条件が設定されると、評価条件のパラメータを入力として、所定の解析コードを用いて注入特性データＤｎを算出する（ステップＳ１０ｂ）。ステップＳ１０ｂでは、設定された複数の評価条件に基づいて、複数の注入特性データＤｎを算出している。ここで、図２に示すように、注入特性データＤｎは、その横軸が、注入流量となっており、その縦軸が、原子炉冷却系（一次冷却系）の圧力となっている。なお、本実施形態では、低圧注入ポンプの起動台数を全台稼働条件としていることから、注入特性データＤｎの横軸は、低圧の注入流量となっている。
【００２３】
データ算出工程Ｓ１０の実行後、基準となる基準注入特性データＤに、許容幅となる係数αを設定する（ステップＳ１１：係数設定工程）。この係数αは、予め応答解析を行うことで導出される係数となっている。また、基準注入特性データＤは、安全解析のために導出されたデータであり、安全側となる厳しい評価条件により算出されるデータとなっている。ここで、図３を参照し、係数αの導出について説明する。図３は、係数設定工程に関する説明図である。
【００２４】
図３に示すように、係数αは、基準注入特性データＤと等倍の係数（α＝１．０）から非安全側となる緩和された係数（α＞１．０）に変化させながら、応答解析の解析結果に有意な影響を与えない係数となるように探査される。具体的に、基準注入特性データＤに対して所定の係数αを乗算して、係数α倍となる注入特性データαＤを作成し、当該注入特性データαＤを応答解析の入力として用いる。そして、応答解析により得られた注入特性データαＤの解析結果αＡと、基準注入特性データＤの解析結果Ａとを比較し、解析結果αＡが応答解析の解析結果に有意な影響を与えないものであるか否かを判定する。そして、応答解析の解析結果に有意な影響を与えない、最も大きい係数αを、係数設定工程Ｓ１１で用いる係数として設定する。このように、許容幅となる係数αは、応答解析の解析結果に有意な影響を与えない値となっており、事前に応答解析することによって規定される値となっている。なお、応答解析の解析結果に有意な影響を与えないとは、係数α倍となる注入特性データαＤから得られる解析結果αＡが、応答解析で用いられる応答解析コードの不確かさの範囲内となっていることである。
【００２５】
係数設定工程Ｓ１１の実行後、データ算出工程Ｓ１０で算出した注入特性データＤｎが、基準注入特性データの許容幅に収まるか否かを判定し、当該注入特性データＤｎが許容幅に収まる場合、評価条件のパラメータの値を共通化する（ステップＳ１２：評価条件合理化工程）。
【００２６】
具体的に、評価条件合理化工程Ｓ１２では、図１及び図４に示すように、基準注入特性データＤと、係数設定工程Ｓ１１において設定された係数α倍となる許容幅の注入特性データαＤとの間に、データ算出工程Ｓ１０で算出した複数の注入特性データＤｎが収まっているか否かを判定する（ステップＳ１２ａ）。ステップＳ１２ａにおいて、全ての注入特性データＤｎが収まっている場合（ステップＳ１２ａ：Ｙｅｓ）、共通化可能なパラメータであるとして、評価条件のパラメータの値を共通化する（ステップＳ１２ｂ）。つまり、ステップＳ１２ｂでは、低圧注入ポンプの起動台数が共通化可能なパラメータであるとして、全台稼働条件（例えば、２台）として固定値化する。一方で、ステップＳ１２ａにおいて、１以上の注入特性データＤｎが収まっていない場合（ステップＳ１２ａ：Ｎｏ）、共通化不能なパラメータであるとして、評価条件のパラメータの値を非共通化する（ステップＳ１２ｃ）。つまり、ステップＳ１２ｃでは、低圧注入ポンプの起動台数が共通化不能なパラメータであるとして、注入特性データＤｎが許容幅に収まる評価条件と、注入特性データＤｎが許容幅に収まらない評価条件とに分けて整理する。
【００２７】
そして、データ算出工程Ｓ１０から評価条件合理化工程Ｓ１２までの各工程を、評価条件に含まれる複数のパラメータに対してそれぞれ行うことで、各パラメータの合理化を図り、合理化されたパラメータとなる評価条件を生成する。なお、図４では、低圧注入ポンプの起動台数、高圧注入ポンプの起動台数、及び格納容器（ＣＶ）スプレイポンプの起動台数が、全台稼働条件となるように合理化された評価条件を示している。
【００２８】
次に、図５を参照して、上記の評価条件作成方法によって合理化された評価条件に基づく応答解析方法について説明する。図５は、本実施形態に係る応答解析方法に関するフローチャートである。本実施形態の応答解析方法では、合理化された評価条件を用いて、応答解析を行っている。
【００２９】
先ず、応答解析方法では、合理化された評価条件に含まれるパラメータの値を入力値として、所定の解析コードを用いて注入特性データを算出する（ステップＳ２０：データ算出工程）。データ算出工程Ｓ２０では、合理化された評価条件が複数ある場合には、注入特性データをそれぞれ算出する。
【００３０】
データ算出工程Ｓ２０の実行後、データ算出工程Ｓ２０により算出された注入特性データを入力として、所定の解析コードを用いて応答解析を行い、解析結果を算出する（ステップＳ２１：応答解析工程）。そして、算出された解析結果に基づいて、原子力発電プラントの健全性を評価する。
【００３１】
次に、図５を参照して、上記した評価条件作成方法を実行する評価条件作成装置１０と、上記した応答解析方法を実行する応答解析装置２０とについて説明する。なお、評価条件作成装置１０及び応答解析装置２０は、ほぼ同様の構成となっていることから、図５を用いて説明する。なお、評価条件作成装置１０及び応答解析装置２０は、別体の装置であってもよいし、一体の装置であってもよく、特に限定されない。上記した評価条件作成方法は、評価条件作成装置１０を用いて、各工程Ｓ１０〜Ｓ１２を実行している。また、上記した応答解析方法は、応答解析装置２０を用いて、各工程Ｓ２０〜Ｓ２１を実行している。
【００３２】
評価条件作成装置１０は、各種処理を実行可能な制御部（演算部）１１と、各種プログラムおよびデータを記憶する記憶部１２と、キーボード等の入力デバイスで構成された操作部１３と、モニタ等の表示デバイスで構成された表示部１４と、を備えている。
【００３３】
記憶部１２は、各種情報及び各種プログラム等を記憶している。各種情報としては、評価条件に関するデータ、基準注入特性データ、係数αに関するデータ等がある。また、各種プログラムとしては、評価条件作成方法を実行するためのプログラム、応答解析を行うための解析コード等がある。
【００３４】
制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の集積回路を含む演算装置であり、各種プログラムに従って各種情報に基づき各種処理を実行する。
【００３５】
具体的に、制御部１１は、評価条件作成方法を実行するためのプログラムを実行することで、上記のデータ算出工程Ｓ１０をデータ算出処理として、同様に、係数設定工程Ｓ１１を係数設定処理として、評価条件合理化工程Ｓ１２を評価条件合理化処理として、実行する。なお、各種処理は、上記の各工程Ｓ１０〜Ｓ１２とほぼ同様であるため、一部省いて説明する。
【００３６】
制御部１１は、記憶部１２に記憶された評価条件に含まれる複数のパラメータのそれぞれについて、パラメータの値を可変させて組み合わせることで、複数の評価条件を生成し、生成した複数の評価条件に基づいて、所定の解析コードから注入特性データＤｎをそれぞれ算出する（データ算出処理）。
【００３７】
続いて、制御部１１は、記憶部１２に記憶された基準注入特性データＤに対して、記憶部に記憶された係数αを乗算して、注入特性データαＤを生成する（係数設定処理）。
【００３８】
この後、制御部１１は、基準注入特性データＤと注入特性データαＤとの間に、複数の注入特性データＤｎが収まっているか否かを判定し、全ての注入特性データＤｎが収まっている場合、評価条件のパラメータの値を共通化する一方で、１以上の注入特性データＤｎが収まっていない場合、評価条件のパラメータの値を非共通化する（評価条件合理化処理）。
【００３９】
次に、応答解析装置２０について説明する。応答解析装置２０は、評価条件作成装置１０と同様に、各種処理を実行可能な制御部（演算部）２１と、各種プログラムおよびデータを記憶する記憶部２２と、キーボード等の入力デバイスで構成された操作部２３と、モニタ等の表示デバイスで構成された表示部２４と、を備えている。
【００４０】
記憶部２２は、各種情報及び各種プログラム等を記憶している。各種情報としては、合理化された評価条件に関するデータ等がある。また、各種プログラムとしては、応答解析を行うための解析コード等がある。
【００４１】
制御部２１は、制御部１１と同様に、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の集積回路を含む演算装置であり、各種プログラムに従って各種情報に基づき各種処理を実行する。
【００４２】
具体的に、制御部１１は、応答解析を実行することで、上記のデータ算出工程Ｓ２０をデータ算出処理として、同様に、応答解析工程Ｓ２１を応答解析処理として実行する。なお、各種処理は、上記の各工程Ｓ２０〜Ｓ２１とほぼ同様であるため、一部省いて説明する。
【００４３】
制御部１１は、記憶部１２に記憶された合理化された評価条件に基づいて、注入特性データを生成する（データ算出処理）。そして、制御部１１は、生成した注入特性データに基づいて応答解析を行って、解析結果を算出する（応答解析処理）。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、許容幅に収まるパラメータの値を共通化することで、パラメータを整理できることから、パラメータを含む評価条件の合理化を図ることができる。そして、パラメータの値を共通化することにより、評価条件のパターン数を少なくすることができる。このため、応答解析時において設定される評価条件のパターン数を少なくすることで、評価条件に基づいて算出される注入特性データの数を削減することができ、応答解析に係る計算コストの削減を図ることができる。換言すれば、応答解析に係る計算コストの削減を図ることが可能な、合理化された評価条件を作成することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、応答解析の解析結果に影響を与える可能性があるパラメータを共通化しないことから、パラメータの値を可変値として、つまり、複数の評価条件に分けて応答解析に用いることができる。このため、応答解析により得られる解析結果を精度のよいものとすることができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、注入特性データに基づく評価条件の合理化を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、パターン数の少ない合理化された評価条件のパラメータに基づいて注入特性データを算出し、算出した注入特性データに基づいて応答解析を行うことができるため、応答解析に係る計算コストの削減を図ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  評価条件作成装置
１１  制御部
１２  記憶部
１３  操作部
１４  表示部
２０  応答解析装置
２１  制御部
２２  記憶部
２３  操作部
２４  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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