(57)【要約】【課題】耐久性に優れ、製作コストの低い放射線遮蔽容器を提供すること。【解決手段】放射性廃棄物を保管あるいは運搬するための放射線遮蔽容器１０であって、規格ドラム容器３０に格納して用いられる、一端が底板１１で閉口されたステンレス鋼製の筒１２と、この筒１２の開口部に着脱自在となるように形成されたステンレス鋼製の蓋１３とを備える放射線遮蔽容器１０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
規格ドラム容器に格納して用いられる、一端が底板で閉口されたステンレス鋼製の筒と、この筒の開口部に着脱自在となるように形成されたステンレス鋼製の蓋とを備える放射線遮蔽容器。
【請求項２】
筒が中空複重構造の円筒である請求項１に記載の放射線遮蔽容器。
【請求項３】
中空複重構造の円筒の中空部に放射線遮蔽体が挿入されている請求項２に記載の放射線遮蔽容器。
【請求項４】
放射線遮蔽体が、リング状の遮蔽ブロック体を積み重ねた形態、または樽板状の遮蔽ブロック体を周設した形態を有する請求項３に記載の放射線遮蔽容器。
【請求項５】
蓋の内部に放射線遮蔽体が挿入されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射線遮蔽容器。
【請求項６】
放射線遮蔽体が、鉛、コンクリート、ステンレス鋼、タングステン、タングステン合金、タングステン複合材のうちの一種または二種以上の材料で形成されて請求項３から請求項５のいずれかに記載の放射線遮蔽容器。
【請求項７】
蓋の裏に凸部が形成され、この凸部が筒の開口部に挿着され、かつ蓋と筒とがボルトにより締結される構造を有する請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線遮蔽容器。
【請求項８】
筒および／または蓋に、運搬用のアイボルトおよび／または取手が設けられている請求項１から請求項７のいずれかに記載の放射線遮蔽容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所等において発生する放射性廃棄物の運搬や保管庫内での一時保管のために使用される放射線遮蔽容器に関するものである。なお、放射性廃棄物は、高レベル放射性廃棄物と低レベル放射性廃棄物に大別されるが、本発明の放射線遮蔽容器は低レベル放射性廃棄物に適用されるものである。以下の説明では、低レベル放射性廃棄物を単に放射性廃棄物という。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等において、定期検査や補修工事が行なわれる際に、放射性廃棄物が発生する。この放射性廃棄物は放射性物質で汚染されていることから、管理区域内に保管し、放射線量管理を行うことが義務付けられている。
【０００３】
このような放射性廃棄物の保管や運搬には放射線遮蔽容器が用いられており、一般的にはステンレス鋼製の規格ドラム容器（容量：２００Ｌ）にコンクリートを流し込んだコンクリート遮蔽容器、または、規格ドラム容器に鉛を鋳込み一体化、もしくは加工した鉛を遮蔽材として組み込んだ鉛遮蔽容器が使用されている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
このうち、コンクリート遮蔽容器は、規格ドラム容器の内部に鉄製の円筒状の内容器（内筒体）を配置し、規格ドラム容器と内容器の間に遮蔽材としてコンクリートを流し込んだ構造となっている。コンクリートによる遮蔽厚みは、廃棄物の放射線レベルに応じて設計がなされており、ウエスや鉄くずなどの比較的放射線量の低い廃棄物には遮蔽厚み５０ｍｍ〜１００ｍｍのコンクリート遮蔽容器が用いられ、フィルターカートリッジなどの比較的放射線量の高い廃棄物には各フィルターサイズに合わせ、遮蔽厚み１２５ｍｍ〜２２５ｍｍのコンクリート遮蔽容器が用いられている。
【０００５】
一方、鉛遮蔽容器の構造は、コンクリート遮蔽容器と基本的には同じであり、規格ドラム容器の内部の遮蔽部材として遮蔽性能の高い鉛を使用している。遮蔽厚みとして７０ｍｍ〜８０ｍｍ程度のものが使用され、主に放射線量が比較的高い廃棄物に適用されている。
【０００６】
共通して使用される規格ドラム容器としては、一般的に、防水および防錆加工を施しているものが使用される。
【０００７】
放射線遮蔽容器に収納された放射性廃棄物は、長期保管され、溶融処理やモルタル固化されて最終処分される。
【０００８】
しかし、従来のコンクリート遮蔽容器には、液体廃棄物や濡れウエスなど廃棄物の種類によっては、コンクリート劣化やドラム容器が腐食する問題があり、長期保管には向かない欠点があり、耐久性の高い放射線遮蔽容器が求められている。
【０００９】
さらに、従来のコンクリート遮蔽容器および鉛遮蔽容器には、コンクリートの流し込みや、鉛の鋳込みといった特別の作業が必要であり、製作に手間がかかるとともに、製作コストも高くなる。
【００１０】
一方で、従来よりも遮蔽性能が高い遮蔽材料として、タングステンの適用が検討されている。例えば、特許文献３には、成形性および加工性を向上させるために、タングステンと樹脂を混合したタングステン複合材を放射線遮蔽材に適用することが開示されている。
【００１１】
しかし、このようなタングステンと樹脂を混合したタングステン複合材をもってしても、上述のような規格ドラム容器を用いた放射線遮蔽容器内に配置される円筒状の放射線遮蔽体を製作することは困難であり、仮に製作できたとしても、製作コストが非常に高くなる。とくに、遮蔽性能を向上させるためにタングステンの含有量を増加させると、成形性および加工性が低下するため、規格ドラム容器に適用されるような大型の放射線遮蔽体を製作することは非常に困難であった。
【特許文献１】特開平１０−１５３６９０号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９５５０７号公報
【特許文献３】特開２００３−２８７５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、耐久性に優れ、製作コストの低い放射線遮蔽容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の放射線遮蔽容器は、放射性廃棄物を保管あるいは運搬するための放射線遮蔽容器であって、規格ドラム容器に格納して用いられる、一端が底板で閉口されたステンレス鋼製の筒と、この筒の開口部に着脱自在となるように形成されたステンレス鋼製の蓋とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明において、ステンレス鋼製の筒は中空複重構造の円筒とすることができ、この円筒の中空部に放射線遮蔽体を挿入することができる。この場合、放射線遮蔽体は、リング状の遮蔽ブロック体を積み重ねた形態、または樽板状の遮蔽ブロック体を周設した形態とすることができる。
【００１５】
また本発明においては、ステンレス鋼製の蓋の内部にも放射線遮蔽体を挿入することができる。
【００１６】
このようにステンレス鋼製の筒あるいは蓋の内部に挿入する放射遮蔽体は、鉛、コンクリート、ステンレス鋼、タングステン、タングステン合金、タングステン複合材のうちの一種または二種以上の材料で形成することができる。
【００１７】
さらに本発明の放射線遮蔽容器は、蓋の裏に凸部を形成し、この凸部を筒の開口部に挿着し、かつ蓋と筒とをボルトにより締結した構造とすることができる。また、筒および／または蓋に、運搬用のアイボルトおよび／または取手を設けることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の放射線遮蔽容器においては、その容器遮蔽体としてステンレス鋼製の筒を使用しているので、耐久性に優れ、耐用年数が大幅に向上する。
【００１９】
また、規格ドラム容器へ着脱自在にすることにより、規格ドラム容器の劣化や破損時に規格ドラム容器のみを交換して再利用することができるため、放射線遮蔽容器は、半永久的に使用でき、その購入コストや管理コストを低減できる。
【００２０】
また、筒を中空複重構造とすることで重量の低減を図ることができる。
【００２１】
また、筒を中空複重構造とすると、その中空部に放射線遮蔽体を自由に挿入して配置できるので、その遮蔽能力を調整することができ、廃棄物を別の遮蔽容器に入れ替える作業がなくなるといった運用メリットがあり、遮蔽体が放射性廃棄物と接触することによる劣化や腐食がなく容器の耐久性も向上する。
【００２２】
また、要求される遮蔽能力によって放射線遮蔽体の材質を適宜選定したり、これを２重、３重に配置するなど、使い方の自由度が向上し、規格ドラム容器に入れる放射線遮蔽容器の設計をその都度する必要がなくなる。
【００２３】
また、放射線遮蔽体をリング状あるいは樽板状に分割した遮蔽ブロック体にて構成することにより、一体物として放射線遮蔽体を製作する場合に比べ、はるかに製作が容易であり、製作コストも低く抑えることができる。
【００２４】
また、放射線遮蔽体として従来のコンクリートや鉛よりも遮蔽性能の高いタングステンやタングステン複合材を使用した場合には、容器の有効内容量を大きくすることができるため、放射性廃棄物の運搬や保管に使用する放射線遮蔽容器の使用数量を削減でき、その運搬や保管にかかる作業工数を削減できるとともに、保管場所を有効利用でき、結果として放射性廃棄物の処理コストを大幅に削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の放射線遮蔽容器の基本構成を示す。
【００２７】
本発明の放射線遮蔽容器１０は、一端（下端）が底板１１で閉口されたステンレス鋼製の筒１２と、この筒１２の上端開口部に着脱自在となるように形成されたステンレス鋼製の蓋１３とを備える。この放射線遮蔽容器１０は、規格ドラム容器３０内に着脱自在に格納される。
【００２８】
筒１２は、市販のシームレスステンレス鋼管を切り出したり、市販のステンレス鋼板を円筒状に曲げて継ぎ目を溶接して製造することができる。
【００２９】
底板１１は、筒１２の下端面に溶接して取り付けることができる。なお、ステンレス鋼板を用いて温間でのプレス成形を行うことよって、筒１２と底板１１とを一体的に形成することもできる。
【００３０】
蓋１３は、筒１２に上端面に載置され、ステンレス鋼製のボルト１４によって筒１２に着脱自在に締結できる。なお、ボルト１４による締結に代えて、筒１２の上部開口部内面に雌ネジを切り、蓋１３の裏面に凸部を設け、その凸部の外周面に雄ネジを設け、蓋１３の凸部を筒１２にねじ込むことにより蓋１３と筒１２を締結することもできる。そのほか、蓋１３の裏面に凸部を設け、その凸部の外周面に突起を複数個設け、蓋１３を載置する筒１２の上端面に前記突起が入るように凹部を設け、前記突起と凹部が鍵と鍵穴の関係となるようにして蓋１３と筒１２を締結することもできる。
【００３１】
使用するステンレス鋼材料としては、収納する放射性廃棄物の種類に応じ耐食性や耐摩耗性等を考慮して、ＳＵＳ３０４、４０３、３１６、３１６Ｌ等を選択できる。ステンレス鋼は耐食性に優れているため、放射性廃棄物を収納する容器（筒）や蓋に使用することで、放射線遮蔽容器の耐久性が向上する。また、ステンレス鋼は加工性にも優れるので、容易に容器形状（筒状）に成形することができ、このようなステンレス鋼製の筒は、各種形状のものが一般市場において広く流通しているため、安い価格で容易に入手することができる。
【００３２】
また、外側の規格ドラム容器が破損や腐食劣化したとしても、内部に格納された本発明の放射線遮蔽容器は腐食することがないので、規格ドラム容器のみを交換すれば、放射線遮蔽容器として継続し、繰り返して使用することができる。
【００３３】
ここで、ステンレス鋼製の筒１２の大きさ（内容量）は、収納する放射性廃棄物の種類に応じて適宜設計される。例えば収納する放射性廃棄物がフィルターカートリッジ等の小物の場合は、廃棄物を収納する筒１２も小さくてよい。この場合は、図２に示すように、筒１２の外周側に規格ドラム容器３０の内面に沿って挿脱自在なステンレス鋼製の外筒１５を設け、この外筒１５を筒１２に支持部材１６を介して溶接等により接合することで、放射線遮蔽容器１０（筒１２）を規格ドラム容器３０に挿脱自在に出し入でき、搬送時にいわゆるがたつきを起こすこともない。
【００３４】
本発明の放射線遮蔽容器において、放射性廃棄物を収納する筒１２は、中空複重構造の円筒であることが望ましい。中空複重構造とは、複数重の筒の各層間に空隙（中空部）を有する複層構造のことである。このように放射性廃棄物を収納する筒１２を中空複重構造とすることで、その中空部に必要に応じて放射線遮蔽材を挿入することが可能となり、比較的高レベルの放射性廃棄物でも収納可能になる。
【００３５】
その一例として、筒１２を中空２重構造とした放射線遮蔽容器を図３に示し、その筒１２の中空部１２ａに放射線遮蔽体を挿入した放射線遮蔽容器を図４に示す。
【００３６】
この例では、２重構造の筒１２の上部にシール部材１７を介して蓋１３を着脱自在に配置している。シール部材１７は２重構造の筒１２に、嵌合、螺子留め、溶接等により設置することができる。そして、このシール部材１７に螺旋穴を開けておけば、図１の例と同様に蓋１３を被せ、ボルトで締結することができる。
【００３７】
放射性廃棄物の放射能レベルに対し遮蔽能力が十分である場合は、図３に示すように放射線遮蔽体を挿入せずに用い、放射性廃棄物を収納した際に管理値を上回ったり、遮蔽能力が不足する場合などは、図４に示すように２重構造の筒１２の中空部１２ａに放射線遮蔽体１８を配置することで、遮蔽容器の遮蔽性能を自由に調整することが可能となる。これにより廃棄物を別の遮蔽容器に移し替える作業がなくなるといった運用上のメリットも生まれる。
【００３８】
なお、図３および図４では、筒１２を２重構造にしたが、３重構造、４重構造等の多重構造とすれば遮蔽能力を向上させることができる。
【００３９】
このほか遮蔽性能を向上させるには、図５に示すように、筒１２の中空部に筒状の放射線遮蔽体１８を複数配置して放射線遮蔽体１８を多重（複重）構造とすることもできる。このように、放射線遮蔽体１８を多重に組み込み可能とすることにより遮蔽性能の設計が可能である。なお、図５では、放射線遮蔽体１８を２重に配置しているが、３重以上とすることにより遮蔽能力をさらに向上させることができる。
【００４０】
筒１２の中空部に挿入する放射線遮蔽体は、γ線や荷電粒子線の遮蔽性能が高い高密度材料である鉛、タングステン、タングステン複合材、ステンレス鋼や、とくに中性子線やγ線や荷電粒子線の遮蔽にも向いているコンクリートで形成することが望ましい。
【００４１】
このように筒１２の中空部に挿入する放射線遮蔽体には、遮蔽性能を付与するために比較的密度の高い材料が採用される。しかしながら、筒１２は規格ドラム容器（容量２００Ｌ）に格納して用いられるものであり、このようなサイズに合わせた放射線遮蔽体を一体物として製作しようとすると、重量があるため製作や取り扱いが困難となる。
【００４２】
これに対しては、放射線遮蔽体を分割した遮蔽ブロック体として形成することにより、一体物として放射線遮蔽体を製作する場合に比べ、はるかに製作が容易となり、製作コストも低く抑えられ取り扱いも容易となる。
【００４３】
具体的には、放射線遮蔽体１８は、図６（ａ）に示すようにリング状の遮蔽ブロック体１８ａを積み重ねた形態、あるいは図６（ｂ）に示すように樽板状の遮蔽ブロック体１８ｂを周設した形態にすることが望ましく、このような形態にすれば、中空部への挿脱も容易となる。とくに樽板状の遮蔽ブロック体１８ｂを周設する形態においては、分割した遮蔽ブロック体１８ａの出し入れが容易に行えるので、遮蔽性能の調整を容易に行うことができる。
【００４４】
また、図６（ａ）のように複数の遮蔽ブロック体を積み重ねる場合においては、これらの遮蔽ブロック体１８ａは、例えば図７に示すよう凹凸嵌合によって段差をもって積み重ねることが望ましい。これによって、積み重ねた遮蔽ブロック体１８ａどうしのずれを防止できるとともに、積み重ね部分における遮蔽漏れを防止できる。また、樽板状の遮蔽ブロック体を周設する場合においても同様に凹凸嵌合によりずれや遮蔽漏れを防止できる。
【００４５】
図８は、本発明の放射線遮蔽容器１０における蓋１３の他の例を示す。同図に示すように、蓋１３の裏に円盤状の凸部１３ａを形成し、この凸部１３ａを筒１２の上部開口部に挿着する構造にすれば、ある程度の機密性が確保され、さらに蓋１３と筒１２とをボルト等により締結するようにすれば、機密性を高めることができる。
【００４６】
また、本発明の放射線遮蔽容器においては、図９に示すように蓋１３の内部に放射線遮蔽体１９を挿入した構造にすれば、蓋１３の上方に放射、散乱される放射線を遮蔽することができる。放射線遮蔽体１９は、筒１２の中空部に挿入される上述の放射線遮蔽体１８と同様の材料によって形成できるが、タングステン、タングステン合金やタングステン複合材料のような密度の高い材料を用いれば蓋１３の厚みを薄くでき、内容積を大きくすることができる。
【００４７】
さらに、本発明の放射線遮蔽容器においては、図１０および図１１に示すように筒１２あるいは蓋１３に運搬用のアイボルト２１あるいは取手２２を設けると、移し替えや取り扱いが容易になる。なお、図１０においては蓋を省略して示している。
【００４８】
放射線遮蔽容器の重量は廃棄物の種類により変わるが、一般的に使用される２００Ｌの規格ドラム容器に納めるサイズとした場合はかなりの重量となる。したがって、規格ドラム容器３０に着脱する際には、手作業ではなくクレーン等で吊り上げが必要となる。そのため、図１０に示すように放射性廃棄物を収納する筒１２自体に、アイボルト２０や取手２１を設けることが望ましい。また、蓋１３に関しても手作業で開閉を行うことが難しいため、クレーン等で吊り上げている。そのため、蓋にも図１１に示すように、アイボルト２０や取手２１を設けることが望ましい。
【００４９】
以下、本発明の放射線遮蔽容器のその他の実施形態を説明する。
【００５０】
図１２は、放射線遮蔽容器１０を多重（実施例では３重）に配置した例である。このように、放射線遮蔽容器１０を多重に配置することで、遮蔽性能を幅広く調整できる。
【００５１】
図１３は、多重（３重）に配置した放射線遮蔽容器１０のうち、内側の２つの放射線遮蔽容器１０の筒１２を中空２重構造にした例である。これによっても遮蔽性能を幅広く調整できる。また、筒１２を中空２重構造とすれば、図１４に示すように、その中空部に放射線遮蔽体１８を必要に応じて挿入することができるので、遮蔽性能をより幅広く調整できる。さらに、図１５に示すように、外側の放射線遮蔽容器１０の筒１２も中空２重構造として、その中空部に放射線遮蔽体１８を挿入したり、底板１１にも放射線遮蔽体１９を挿入したりして、遮蔽性能を調整することもできる。
【００５２】
図１６は、放射線遮蔽容器１０の筒１２に蓋１３を取り付ける構造例を示す。図１では、ボルト１４によって蓋１３を筒１２に締結するようにしたが、図１６（ａ）に示すように蓋１３を筒１２にねじ込むことによって着脱自在に締結してもよいし、図１６（ｂ）に示すように蝶番２２を使用して開閉自在に取り付けてもよい。
【００５３】
図１７は、放射線遮蔽容器１０の蓋１３の内部に放射線遮蔽体１９を挿入する構造例を示す。図１７（ａ）は、蓋１３に下面が開放する凹部１３ｂを設け、凹部１３ｂに放射線遮蔽体１９を挿入後、子蓋１３ｂをねじ込むことで凹部１３ｂを密閉した例である。図１７（ｂ）は、蓋１３に上面が開放する凹部１３ｂを設け、凹部１３ｂに放射線遮蔽体１９を挿入後、子蓋１３ｂをねじ込むことで凹部１３ｂを密閉した例である。図１７（ｃ）は、蓋１３に下面が開放する凹部１３ｂを設け、凹部１３ｂに放射線遮蔽体１９を挿入後、蓋１３の下面に子蓋１３ｂをボルト１３ｄによって締結することで凹部１３ｂを密閉した例である。図１７（ｄ）は、蓋１３に上面が開放する凹部１３ｂを設け、凹部１３ｂに放射線遮蔽体１９を挿入後、蓋１３の上面に子蓋１３ｂをボルト１３ｄによって締結することで凹部１３ｂを密閉した例である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の放射線遮蔽容器の基本構成を示す断面図である。
【図２】本発明の放射線遮蔽容器において、筒の外周側に規格ドラム容器の内面に沿って挿脱自在なステンレス鋼製の外筒を設けた例を示す。
【図３】本発明の放射線遮蔽容器において、筒を中空２重構造とした例を示す。
【図４】図３に示す筒の中空部に放射線遮蔽体を挿入した例を示す。
【図５】本発明の放射線遮蔽容器において、筒の中空部に筒状の放射線遮蔽体を複数配置した例を示す。
【図６】放射線遮蔽体を複数の遮蔽ブロック体によって形成した例を示す。
【図７】遮蔽ブロック体の積み重ねの構造例を示す。
【図８】本発明の放射線遮蔽容器における蓋の他の例を示す。
【図９】本発明の放射線遮蔽容器において、蓋の内部に放射線遮蔽体を挿入した例を示す。
【図１０】本発明の放射線遮蔽容器において、筒に運搬用のアイボルトあるいは取手を設けた例を示す。
【図１１】本発明の放射線遮蔽容器において、蓋に運搬用のアイボルトあるいは取手を設けた例を示す。
【図１２】放射線遮蔽容器を多重（３重）に配置した例を示す。
【図１３】放射線遮蔽容器を多重（３重）に配置し、その筒を中空２重構造にした例を示す。
【図１４】放射線遮蔽容器を多重（３重）に配置し、中空２重構造の筒に放射線遮蔽体を挿入した例を示す。
【図１５】放射線遮蔽容器を多重（３重）に配置し、中空２重構造の筒および底板に放射線遮蔽体を挿入した例を示す。
【図１６】放射線遮蔽容器の筒に蓋を取り付ける構造例を示す。
【図１７】放射線遮蔽容器の蓋の内部に放射線遮蔽体を挿入する構造例を示す。
【符号の説明】
【００５５】
１０  放射線遮蔽容器
１１  底板
１２  筒
１３  蓋
１３ａ  凸部
１３ｂ  凹部
１３ｃ  子蓋
１３ｄ  ボルト
１４  ボルト
１５  外筒
１６  支持部材
１７  シール部材
１８，１９  放射線遮蔽体
２０  アイボルト
２１  取手
２２  蝶番
【図１】
2010008224.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010008224.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2010008224.tif 000019