(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方状を成す封鎖体の内部に廃棄体を保持させ、該封鎖体に保持させた廃棄体を主要坑道から分岐する処分坑道に搬送して所定の位置に定置させる地層処分施設であって、
前記封鎖体は、長手方向の両端部から突出し、かつそれぞれの突出下面にタイヤを装備した補助支持器具を備え、
前記処分坑道は、主要坑道から直角方向に分岐し、かつ封鎖体の長手方向が処分坑道の坑道軸に交差する態様で補助支持器具と共に封鎖体を処分坑道搬送車に載置した状態で搬送するものであり、
さらに前記処分坑道の覆工部において補助支持器具のタイヤに対応する部位に張り出し部を形成し、処分坑道搬送車によって封鎖体を搬送する際に補助支持器具のタイヤを張り出し部の上面で走行させることを特徴とする地層処分施設。
【請求項２】
主要坑道及び主要坑道から直角方向に分岐した処分坑道を備え、直方状を成す封鎖体の内部に廃棄体を保持させた状態で処分坑道の所定の位置に封鎖体をその長手方向が処分坑道の坑道軸に直交する態様で定置させる廃棄体の処分法であって、
主要坑道の延在方向に沿って移動する搬送台車に、主要坑道の延在方向に対して直交する方向に進行する態様で処分坑道搬送車を載置するとともに、主要坑道の延在方向に対して長手方向を沿わせる態様で封鎖体を処分坑道搬送車に載置させる工程と、
封鎖体の長手方向を進行方向に沿わせる態様で搬送台車を介して封鎖体を主要坑道で搬送する工程と、
所定の処分坑道に対応する位置において処分坑道搬送車を搬送台車から下ろし、該処分坑道搬送車を介して封鎖体を処分坑道の所定の位置まで搬送する工程と
を含むことを特徴とする廃棄体の処分法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地層処分施設と廃棄体の処分法に関し、特に処分施設の掘削断面を安定的に施工しながら、処分坑道における廃棄物の搬送を安定かつ容易にできる地層処分施設と廃棄体の処分法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所を中心にした核燃料サイクルは、使用済燃料を再利用するために、使用済燃料を直接あるいはリサイクル燃料備蓄センターを経由させて再処理工場に移して、ウランやプルトニウムを回収し、燃料に加工して再利用するように構成されているが、この燃料サイクルから外れる放射性廃棄物については、安全に隔離処分されるように計画されている。
【０００３】
しかして、高レベル放射性廃棄物は、現在のところ再利用することが殆ど難しいと考えられており、毒性や半減期が非常に長いことから放射性廃棄物を自然環境から約１万年以上の超長期間にわたって隔離した処分をすることが考えられている。
【０００４】
このために、高レベル放射性廃棄物貯蔵施設では、廃棄体を冷却するための貯蔵をした後に、地層処分施設において処分することが決められており、地層処分施設は、利用不可能な最終の放射性廃棄物を処分するために、図８に示されるように地下３００ｍ以深の地下施設として構築されている。
【０００５】
地層処分施設１０は、地下施設部１とこれに地上受入施設２を連絡している立坑３及び排気立坑４から構成されている。地下施設部１は、複数の処分坑道５とこれらを連絡している主要坑道６から構成されており、立坑３は、キャニスター搬入立坑７、人員・資材立坑８、緊急用立坑９を擁している。
【０００６】
地層処分施設は、岩種によって硬岩と堆積岩等の軟岩の二つを対象とした施設に分類されて計画されており、廃棄体を処分する際の定置方法においても竪置き方式と横置き方式が考慮されていて、各々の施設に関する技術的な検討がなされている。
【０００７】
これまでに提案されてきた地層処分施設１０における廃棄体の搬入は、処分坑道５と主要坑道６との分岐部を図９の平断面に示すように斜行状態に分岐させることで、搬送をスムーズにしたレール方式で行うことが想定されている。
【０００８】
しかるに、この主要坑道６と処分坑道５における分岐部１１の形状に関しては安定性において以下のような課題が考えられる。
【０００９】
（１）坑道間の分岐部１１は、鋭角を成していることから両坑道に挟まれた岩盤    に薄い部分を形成すると共に岩盤にゆるみを生じて安定性が保てなくなり、    図９に図示される鎖線部分のように崩落して切り取られる部分が発生する。
（２）坑道の切り取られた分岐部１１における断面形状は、図１０（ａ）に示す    ような主要坑道６、処分坑道５における単独の断面よりも大きくなり、図１    ０（ｂ）のように横長の大断面の部分が発生する。
（３）横長の大断面になる主要坑道６と処分坑道５の安定性は、単独の場合にお    ける主要坑道６と処分坑道５よりも相互の安定性を確保できる条件が厳しく    なる。
（４）地層処分施設の立地候補地が、可能となる設置深度条件（３００ｍ以深）    等が厳しくなることから立地条件の成立性に及ぼす影響が大きい。
（５）分岐部周辺岩盤のゆるみ領域が、両坑道の掘削により相互に影響して単独    坑道の場合よりも大きな広がりとして現れることになる。
（６）主要坑道６と処分坑道５との隣接分岐部間のゆるみ領域が、複数の処分坑    道において力学的な影響のみを考慮した離間距離よりも、大きくなる。
【００１０】
以上の問題点は、地層処分施設の立地候補地や設置深度条件の制限を緩和するためには、分岐部の形状をできるだけ安定性が確保できるようにすると共に、その形状に適した廃棄体の搬送と処分法を用いる必要がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、地層処分施設における坑道間の分岐部に薄い部分を形成させずに岩盤のゆるみ領域を制限しながら、主要坑道と処分坑道との横長になる大断面を阻止して、地層処分施設における主要坑道と処分坑道との分岐部構造を改善しながら主要坑道と処分坑道内における搬送を安定的かつ容易にする地層処分施設と廃棄体の処分法を提供している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による地層処分施設は、直方状を成す封鎖体の内部に廃棄体を保持させ、該封鎖体に保持させた廃棄体を主要坑道から分岐する処分坑道に搬送して所定の位置に定置させる地層処分施設であって、前記封鎖体は、長手方向の両端部から突出し、かつそれぞれの突出下面にタイヤを装備した補助支持器具を備え、前記処分坑道は、主要坑道から直角方向に分岐し、かつ封鎖体の長手方向が処分坑道の坑道軸に交差する態様で補助支持器具と共に封鎖体を処分坑道搬送車に載置した状態で搬送するものであり、さらに前記処分坑道の覆工部において補助支持器具のタイヤに対応する部位に張り出し部を形成し、処分坑道搬送車によって封鎖体を搬送する際に補助支持器具のタイヤを張り出し部の上面で走行させることを特徴とする。
【００１３】
これによって、主要坑道と処分坑道の断面を極力小さくできることで分岐部の掘削による分岐部周辺の岩盤のゆるみや損傷領域を小さくできると共に、処分坑道の離間距離や処分坑道における廃棄物の定置開始領域の主要坑道からの距離を小さくできて、定置面積を大きく取ることが可能になることから効率の良い処分ができる。
【００１４】
又、本発明による廃棄体の処分法は、主要坑道及び主要坑道から直角方向に分岐した処分坑道を備え、直方状を成す封鎖体の内部に廃棄体を保持させた状態で処分坑道の所定の位置に封鎖体をその長手方向が処分坑道の坑道軸に直交する態様で定置させる廃棄体の処分法であって、主要坑道の延在方向に沿って移動する搬送台車に、主要坑道の延在方向に対して直交する方向に進行する態様で処分坑道搬送車を載置するとともに、主要坑道の延在方向に対して長手方向を沿わせる態様で封鎖体を処分坑道搬送車に載置させる工程と、封鎖体の長手方向を進行方向に沿わせる態様で搬送台車を介して封鎖体を主要坑道で搬送する工程と、所定の処分坑道に対応する位置において処分坑道搬送車を搬送台車から下ろし、該処分坑道搬送車を介して封鎖体を処分坑道の所定の位置まで搬送する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
これによって、主要坑道と処分坑道の分岐部を直角にすることが可能となる。又、主要坑道と処分坑道の搬入方法を分岐することで複数の処分坑道での定置作業を可能にして効率の良い操業・運用を可能にし、定置する際の操作性を空間的な余裕で大型機械を用いることで有利にすると共に、処分坑道の安定性と処分施設全体を小さくすることで処分施設の対象となる岩体を小さくし、適地の拡大や建設コストの低減で経済性を向上させている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による地層処分施設は、主要坑道から分岐する処分坑道に廃棄体を搬送して所定の位置に定置する地層処分施設において、処分坑道を主要坑道から直角に分岐させ、処分坑道の覆工部に廃棄体の荷重を支える補助支持部を構成させると共に、主要坑道と処分坑道の断面を極力小さくしながら分岐部の掘削による周辺岩盤のゆるみや損傷領域を小さくして、処分坑道間の離間距離を小さくすると共に処分坑道内での廃棄物の定置開始領域を主要坑道から短距離にして、定置面積を大きくしている。
【００１７】
以下に、本発明による地層処分施設の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、理解を容易にするために、従来と同様の部位については同じ符号で示している。
【００１８】
図１は、本発明による地層処分施設における主要坑道と処分坑道との分岐部であり、平断面図（ａ）と平断面図（ａ）を（ｂ）−（ｂ）矢視した横断面図（ｂ）とで示している。
【００１９】
本実施の形態における主要坑道１２と処分坑道１３とは、図１（ａ）のように分岐部１４において直角に分岐している。これによって、分岐部１４の周辺岩盤におけるゆるみは、最小の範囲と領域に限定されることになり、両坑道は、いずれも安定性を保った堅固な状態に構築されている。
【００２０】
そして、主要坑道１２と処分坑道１３とは、図１（ｂ）のようにそれぞれの坑道において路盤コンクリート１５’、１５を配置して、主要坑道１２での搬送台車の移動と処分坑道１３における処分坑道搬送車の移動を円滑にしている。
【００２１】
しかして、レールを設置する路盤コンクリート１５’の上面位置とタイヤ用の路盤コンクリート１５の位置関係は、その形状を異にしており、後述するように廃棄体を配置してある処分坑道搬送車が、搬送台車からそのまま処分坑道１３の方向に円滑な移行を行えるように、路盤コンクリート１５の位置を路盤コンクリート１５’の上面より高くして傾斜面１６を構成している。
【００２２】
図２は、図１（ａ）を（２）−（２）矢視した本実施の形態における処分坑道の横断面図である。
【００２３】
図示のように、本実施の形態における処分坑道１３は、上述のように底面部に設置された路盤コンクリート１５と覆工２１とで構成されており、覆工２１の両側には、張り出し部２２を形成している。
【００２４】
張り出し部２２の上面２３は、タイヤの走行を容易にする路面として形成されるか、鋼製車輪の走行を容易にするレールを設置するための路盤として形成されるものであり、張り出し部２２は、これによって廃棄体の荷重を補助的に支持することを可能にしている。
【００２５】
以上のように、本発明による地層処分施設は、主要坑道１２と処分坑道１３とを分岐部１４において直角に分岐することによって、横長の大断面の部分を無くして主要坑道と処分坑道の断面を極力小さくしながら、分岐部の掘削による周辺岩盤のゆるみや損傷領域を小さくして安定性を向上させて立地条件の成立性を容易にしている。
【００２６】
さらに、処分坑道相互の離間距離や処分坑道における廃棄物の定置開始領域の主要坑道からの距離を小さくすることが可能になり、定置面積を大きく取ることが可能になることから効率の良い処分ができるものである。
次に、本発明による廃棄体の処分法について説明する。
【００２７】
本発明による廃棄体の処分法は、上述の地層処分施設において、廃棄体を処分坑道搬送車に進行方向と直交する方向に配置し、処分坑道搬送車を主要坑道の搬送台車に進行方向と平行する方向に載置して主要坑道内を搬送し、所定の処分坑道に至ると載置して在る処分坑道搬送車を進行方向と直交する方向に移行させて処分坑道内に下ろし、処分坑道搬送車を処分坑道内に搬送させて廃棄体を所定の処分位置に至って下ろして定置しており、廃棄体はその長手方向に荷重の補助支持具を装備することを特徴としている。
【００２８】
以下に、本発明による廃棄体の処分法についてその実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図３〜５は、主要坑道と処分坑道内で廃棄体を搬送する実施の形態であり、図３は、主要坑道における廃棄体の搬送形態図（ａ）と処分坑道内に廃棄体を移行する搬送形態図（ｂ）で示されている。
【００３０】
封鎖体３３は、図３（ａ）に示すように、処分坑道搬送車１７に対して、処分坑道１３における処分坑道搬送車１７の進行方向と直交する方向に配置されている。処分坑道搬送車１７は、主要坑道１２の搬送台車１８に載置されており、その際の封鎖体３３は、その長手方向を搬送台車１８が主要坑道１２内を進行する方向と平行になるように配置されている。
【００３１】
従って、主要坑道１２における封鎖体３３の搬送は、封鎖体３３の長手方向を進行方向に沿せていることで、周辺に対して何らの障害も発生させることなく、円滑に行なわれることを可能にしている。
【００３２】
しかして、搬送台車１８は、廃棄体搬送機関車１９に引かれて主要坑道１２内のレール２０の上を移動しており、処分坑道搬送車１７を図３（ｂ）に示すように該当する処分坑道１３別に、進行方向と直交する方向に平行移動させるだけで処分坑道内に下ろして行く。
【００３３】
これによって、各処分坑道１３における廃棄体の処分作業は、他の処分作業と無関係に独立的に実施できるものであり、その作業効率を向上させている。
【００３４】
図４は、図３（ｂ）の（４）−（４）矢視における主要坑道と処分坑道における廃棄体の搬送形態図である。
【００３５】
本実施の形態における廃棄体を配置した処分坑道搬送車１７は、その進行方向を、処分坑道１３の形成方向と同方向にしているので、主要坑道１２内の搬送台車１８から横方向に移行させるだけで、処分坑道１３内に容易に搬送される。
【００３６】
即ち、搬送台車１８の高さ位置は、せり上がった路盤コンクリート１５の位置と一致させていることから、処分坑道搬送車は、平行移動によって搬送台車からそのまま処分坑道１３の方向に円滑に移行できるものであり、傾斜面１６を経由して路盤コンクリート１５の位置に容易に搬送されるものである。
【００３７】
尚、主要坑道１２内の搬送台車１８には、残余の処分坑道搬送車１７が載置されており、封鎖体３３は、その長手方向を搬送台車１８が主要坑道１２内を進行する方向と平行にするために、図示のように処分坑道搬送車１７の進行方向と直交する方向に配置している。
【００３８】
又、本実施の形態では、図２で説明したように処分坑道１３を構成している覆工２１の両側に張り出し部２２を形成しており、その上面２３は、タイヤの走行を容易にする路面として形成されているので、張り出し部２２は、これによって廃棄体の荷重を補助的に支持することを可能にしている。
【００３９】
この際の封鎖体３３は、図５に示されるように、トラス製の補助支持器具２４と一体にされることで補強されており、補助支持器具２４は、補助支持器具２４の両端にタイヤ２５を装備することで張り出し部２２の上面２３で支持されている。
【００４０】
従って、封鎖体３３の荷重は、タイヤ２６を装備している処分坑道搬送車１７とタイヤ２５を装備している補助支持器具２４とで分担し合っており、それぞれに対応できる強度を有する路盤コンクリート１５と張り出し部２２とを構築することで、総合的なコストの低減を図ることができる。
【００４１】
本実施の形態における廃棄物の処分は、以下の工程によって行われる。
図６は、軟岩の地層に本発明による地層処分施設を適用した場合の処分坑道における実施の形態を示す断面図（ａ）と廃棄体３２を充填した封鎖体における実施の形態図（ｂ）である。
【００４２】
本実施の形態における処分坑道１３は、底部３０を所定半径の円弧状に形成して、その側部３１も底部３０とは異なる半径の円弧状に形成してしており、処分坑道１３の両側に張り出し部２２を形成その上面２３にはタイヤの走行を容易にする路面として形成している。
【００４３】
これによって、処分坑道１３は、従来の横置き方式と比較して断面を大きくしていることから、処分坑道１３における廃棄物の処分は空間的な余裕や大型機械の使用を許容することになり、廃棄体を充填した封鎖体を定置する際の操作性を容易にして作業を有利にしている。
【００４４】
廃棄体３２を充填した封鎖体３３は、部分断面図（ｂ）で詳述するように、矩形状の鋼材製容器３６の内部に廃棄体３２とこれを安定的に保持する緩衝材３７を予め充填してあることで、廃棄体３２は、結果的に処分坑道１３の所定の位置に補助支持器具２４と共に定置されて、確実に埋設処分されることになる。
【００４５】
その処分形態としては、処分坑道１３に充填した緩衝材３４の中に横置きに配置するものであるが、横置きの方向は、従来の横置き方式と異ならして坑道軸に対して交差する配置状態にしている。
【００４６】
従って、封鎖体３３の配置間隔は、従来の横置き方式の配置間隔に比較して高密度の状態で行われるので、竪置き方式の場合よりも狭い間隔で配置することが可能であり、廃棄体の処分密度を大幅に高めることができる。
【００４７】
以上のように、封鎖体３３は、処分坑道１３を充填している緩衝材３４の中に保持されるが、その配置は、第１に封鎖体３３の下方の台座３５を構成する範囲を緩衝材３４で充填して封鎖体３３が配置される位置を安定的に確保している。
【００４８】
次いで、配置された封鎖体３３の上部部分と次に所定の間隔で配置される封鎖体の位置までを緩衝材３４で継続的に充填することで、１個の封鎖体３３を定置させるようにしており、これを作業の基準形態にしている。
【００４９】
図７は、封鎖体を定置する具体的な過程を示しており、封鎖体３３の定置は、台座３５の上に搬入してきた封鎖体３３を安置することで確実に実施している。
【００５０】
封鎖体３３を定置した後は、封鎖体３３の上部と所定の間隔で定置される予定の想像線で示す封鎖体の位置までの空間を緩衝材３８で充填しており、これによって封鎖体３３を埋設処分する作業工程を完了する。
【００５１】
このような緩衝材３８の充填作業も、矩形状の鋼材製容器３６を平面状の台座３５の上に安置してあるので、緩衝材３８によって移動する危惧がないことから迅速に遂行できる。、
封鎖体３３を継続して埋設処分する以降の作業は、上記の工程を反復することで連続的に実施され、一つの処分坑道における封鎖体の処分作業を終了する。
【００５２】
以上のように、本発明による地層処分施設の施工法は、上記実施の形態で詳細に説明したように構成されているので、主要坑道と処分坑道の分岐部を直角にすることが可能となり、主要坑道と処分坑道の搬入方法を分岐することで複数の処分坑道での定置作業を可能にして効率の良い操業・運用を可能にし、定置する際の操作性を空間的な余裕で大型機械を用いることで有利にすると共に、処分坑道の安定性と処分施設全体を小さくすることで処分施設の対象となる岩体を小さくし、適地の拡大や建設コストの低減で経済性を向上させている。
【００５３】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による地層処分施設と廃棄体の処分法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、地層処分施設を施工する地層の種類、処分坑道と主要坑道との具体的な形態等に関して、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００５４】
【発明の効果】
本発明による地層処分施設は、主要坑道から分岐する処分坑道に廃棄体を搬送して所定の位置に定置する地層処分施設において、処分坑道を主要坑道から直角に分岐させて廃棄体を搬送定置し、処分坑道には覆工部に廃棄体の荷重を支える補助支持部を構成して、処分坑道の搬送路盤を主要坑道の搬送路盤とその高さ位置を異にすることも考慮しているので、以下の効果を奏している。
【００５５】
▲１▼  主要坑道と処分坑道の断面を極力小さくできる。
▲２▼  分岐部の掘削による分岐部周辺の岩盤のゆるみや損傷領域を小さくできる。
▲３▼  処分坑道の離間距離や処分坑道における廃棄物の定置開始領域の主要坑道からの距離を小さくできる。
▲４▼  定置面積を大きく取ることが可能になることから効率の良い処分ができる。
【００５６】
又、本発明による廃棄体の処分法は、上記地層処分施設において、廃棄体を処分坑道搬送車に進行方向と直交する方向に配置し、処分坑道搬送車を主要坑道の搬送台車に進行方向と平行する方向に載置して主要坑道内を搬送し、所定の処分坑道に至ると処分坑道搬送車を処分坑道側に下ろし、処分坑道搬送車を用いて廃棄体を所定の処分位置に搬送して定置し、廃棄体をその長手方向に荷重の補助支持具を装備することを特徴としているので、以下の効果を奏している。
【００５７】
▲１▼  主要坑道と処分坑道の分岐部を直角にすることが可能となる。
▲２▼  主要坑道と処分坑道の搬入方法を分岐して、複数の処分坑道での廃棄体の定置作業を可能にすることで効率の良い操業・運用を可能にする。
▲３▼  処分坑道の空間的な余裕から大型機械を用いて定置する際の操作性を有利にする。
▲４▼  処分坑道の安定性と処分施設全体を小さくすることで処分施設の対象となる岩体の範囲を小さくする。
▲５▼  地層処分施設の適地を拡大し建設コストを低減することで経済性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による地層処分施設の主要坑道と処分坑道の平断面図（ａ）とその（ｂ）−（ｂ）矢視の立断面図（ｂ）
【  図２】図１（ａ）を（２）−（２）矢視した処分坑道の立断面図
【  図３】本発明による廃棄体の処分法を示す廃棄体の搬送状態図
【  図４】図３（ｂ）を（４）−（４）矢視した主要坑道と処分坑道における廃棄体の搬送形態図
【  図５】本発明による廃棄体の処分法を示す処分坑道の廃棄体の搬送状態における他の実施の形態図
【  図６】処分坑道における実施の形態図（ａ）と廃棄体を充填した封鎖体における実施の形態図（ｂ）
【  図７】本発明による廃棄体処分の具体的な実施の形態図
【  図８】一般的な地層処分施設の概要図
【  図９】従来の地層処分施設における主要坑道と処分坑道の平断面図
【  図１０】従来の地層処分施設における主要坑道と処分坑道の立断面図
【符号の説明】
１  地下施設部、  ２  地上受入施設、  ３  立坑、  ４  廃棄立坑、
５  処分坑道、  ６  主要坑道、  ７  キャニスター搬入立坑、
８  人員・資材立坑、  ９  緊急用立坑、  １０  地層処分施設、
１１  分岐部、  １２  主要坑道、  １３  処分坑道、
１４  分岐部、  １５、１５’  路盤コンクリート、  １６  傾斜面、
１７  処分坑道搬送車、  １８  搬送台車、  １９  廃棄体搬送機関車、
２０  レール、  ２１  覆工、  ２２  張り出し部、  ２３  上面、
２４  補助支持器具、  ２５、２６  タイヤ、  ３０  底部、  ３１  側部、
３２  廃棄体、  ３３  封鎖体、  ３４  緩衝材、  ３５  台座、
３６  鋼材製容器、  ３８  緩衝材、
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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