中华放射医学与防护杂志  2023, Vol. 43 Issue (3): 222-227   PDF    
核与辐射应急情况下人员体表放射性污染控制水平应用探讨
李蓉1 , 李百龙2 , 谢向东3 , 陈肖华3 , 刘玉龙4 , 高宗科5 , 李静6 , 杨新瑞1 , 刘晶1     
1. 中国人民解放军陆军军医大学军事预防医学系 复合伤研究所 创伤烧伤复合伤国家重点实验室, 重庆 400038;
2. 中国人民解放军海军军医大学海医系, 上海 200433;
3. 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所, 北京 100850;
4. 苏州大学附属第二医院肿瘤职业病科, 苏州 215004;
5. 中国人民解放军 96607部队医院, 宝鸡 721000;
6. 中国人民解放军空军军医大学军事预防医学系, 西安 710038
[摘要] 目前发布的多个国家标准阐述的人员体表放射性污染的控制水平,存在诸多差异和不协调,给应用者造成困惑。因此,拟对相关标准的适用范围和适用条件进行比对,并结合类似的临床核医学标准中的防护内容,给出核与辐射事故应急情况下应正确应用的污染控制水平以及使用建议,供应急人员参考使用。对争议较多的0.04~10 Bq/cm2的α污染和0.4~100 Bq/cm2的β污染人员,根据对类似标准的讨论,建议在二级以上医疗救治机构,有条件充分洗消,可以到达α污染 < 0.04 Bq/cm2和β污染 < 0.4 Bq/cm2的污染控制水平。
[关键词] 核与辐射应急    表面放射性污染    去污    控制水平    国家标准    
Discussion on application of control level of radioactive contamination on personnel's body surface in a nuclear and radiological emergency
Li Rong1 , Li Bailong2 , Xie Xiangdong3 , Chen Xiaohua3 , Liu Yulong4 , Gao Zongke5 , Li Jing6 , Yang Xinrui1 , Liu Jing1     
1. Department of Military Preventive Medicine, PLA Army Medical University, Institute of Combined Injury, State Key Laboratory of Trauma and Burn Combined Injury, Chongqing 400038, China;
2. Department of Marine Medicine, PLA Navy Medical University, Shanghai 200433, China;
3. Institute of Radiation Medicine, Academy of Military Medicine, Academy of Military Sciences, Beijing 100850, China;
4. Department of Oncology and Occupational Diseases, Second Affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou 215004, China;
5. PLA 96607 Military Hospital, Baoji 72100, China;
6. Department of Military Preventive Medicine, PLA Air Force Medical University, Xi'an 710038, China
[Abstract] There are differences and inconsistencies to some degree in the radioactive contamination control level of personnel's body surface availiable in many national standards, thus puzzling the users. Therefore, it is proposed to compare the applicable scope, conditions and differences between relevant national standards, and combine with similar clinical nuclear medicine standards of radiological protection content to presevent recommendations on the contamination control level that should be correctly applied in an event of nuclear and radiological emergency. Based on the discussion of similar standards, the contaminated personnel withαof 0.04-10 Bq/cm2 andβof 0.4-100 Bq/cm2 are advised to be treated in the institutions with higher than secondary medical insititution. Bothαecontamination control levels less than 0.04 Bq/cm2 andβlevels less than 0.4 Bq/cm2 could be achivable, if fully decontaminated.
[Key words] Nuclear and radiation emergency    Surface radioactive pollution    Decontamination    Control level    National standard    

核武器爆炸、核恐怖袭击、核和辐射事故等情况下,以及操作非密封放射性物质的过程,可能产生放射性物质污染人员体表或物体表面。因人类活动,使建筑物、设备、工具以及人体的表面或内部出现超过国家标准要求的放射性物质的现象统称为表面放射性污染(简称表面污染)[1]。表面污染应在国家和行业标准要求的控制水平以下。如果发生严重污染,不但可能增高环境的辐射本底,影响辐射监测结果的准确性,甚至还会通过各种传播途径,造成周围环境的污染;而且可能使人员遭受外照射、体表污染和内照射危害。人员体表放射性污染对机体产生的危害较大。因此,本文主要针对核与辐射应急情况下人员体表放射性污染的控制水平这一关键问题进行探讨。

目前已有多个国家和行业标准阐述了人员体表放射性污染控制水平,但因学科进展、国际标准的演变,标准发布时间和发布版本也不尽相同[2-6],在不同的情景下出现对去污的适用范围、适用条件和相应的控制水平差异显著,导致在应用时出现不同的表述,引起应用者的困惑。因此,本文拟对相关的国家标准包括国家军用标准、国家职业卫生标准、相关行业标准、核相关行业协会或学会团体标准等,比较其适用范围和适用条件,与其他标准的差异,给出核与辐射事故应急情况下正确应用的污染控制水平以及使用建议,供相关人员参考。

一、放射性污染的发生情境

根据《人体体表放射性核素污染处理规范》(GBZT 216-2009) 的规定[3],经检测发现人员符合以下标准时,视为放射性核素污染人员,应进一步测量:体表污染2倍于当地天然本底以上者,或测出在正常情况下不会出现的放射性核素(如碘)。体表污染测量10倍于天然本底,或体表γ剂量率 > 0.5 μSv/h者,为严重污染人员。

发生放射性污染的情况主要分为如下几种:一是核武器爆炸,核裂变或核聚变产生的放射性落下灰,污染了环境和人员体表。二是核事故和放射事故,有爆炸、燃烧等时,容易发生放射性污染。三是贫铀武器袭击,造成铀污染。四是核恐怖袭击,如放射性播散装置(脏弹)爆炸时,造成放射性污染。五是操作非密封放射性物质时,可能产生表面污染。

二、多个标准中污染控制水平简介

人员体表放射性污染后,通过某种物理或化学过程去除放射性污染,以达到去除或减少放射性核素在表面污染水平的目的,称为去污,又称洗消、除污染(decontamination)。在核辐射事故现场进行的去污一般称为一次去污,在核辐射事故医学救治机构进行的去污一般称为二次去污。多个国家和行业标准,包括国家军用标准、职业卫生标准、团体标准等对人员放射性污染的控制水平,阐述各有异同。在开展核与辐射应急行动时,选择哪个标准所设定的污染控制水平,常常使人迷惑。下面按照时间顺序依次阐述。

1.《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002):该标准主要是根据1996年《国际辐射防护和辐射源安全的基本安全标准》(International basic safety standards for radiation protection and radiation source safety,IBSS)[2, 7],结合我国实践的基础上制定的。GB 18871-2002在附录表B11中给出了工作场所的放射性表面污染控制水平,其中涉及工作人员的皮肤表面污染控制值是α污染低于0.04 Bq/cm2,β污染水平低于0.4 Bq/cm2。这种情况是对非密封源工作场所,在正常工作条件下,环境、物品和人员的表面放射性污染控制水平。通常不适用于核与辐射应急条件下的表面污染控制水平。

在附录B2.1[2]中也说明了应用这些控制水平时应注意:手、皮肤、内衣、工作袜污染时应及时清洗。其他表面污染水平超过表中所列数字时,应采取去污措施,不得超过表B11中值的5倍,对低、中毒组放射性核素,控制水平可放宽到10倍。表面污染水平可按一定面积上的平均值计算,皮肤和工作服取100 cm2,地面取1 000 cm2

实践中,表面污染的本底水平监测,比如常用的表面污染检测仪LB124(德国Berhtold公司),在天然贯穿辐射0.1 μSv/h时测量的表面污染本底水平为10计数/s,对β/γ核素如131I/137Cs对应的值约0.2 Bq/cm2;对α天然本底小于0.1计数/s,通常显示为0。因此,该控制水平仅针对工作场所,不适合核与辐射应急使用,可适合核事故后期恢复阶段对工作人员的污染控制。

2.《人体体表放射性核素污染处理规范》(GBZ 216-2009)[3]:该标准在适用范围中规定了适用于“开放性放射性核素工作场所”(也即非密封源工作场所),即不适合于核与辐射应急情况。其中,第3.3条认为,经检测发现伤员符合以下标准时,视为放射性核素污染人员,应进一步测量和去污处理:体表污染2倍于当地天然本底以上者。体表污染测量10倍于天然本底,或体表γ剂量率 >0.5 μSv/h者,为严重放射性核素污染人员,要给予快速去污处理。

在核事故现场应急情况下,分类组和洗消组多分布在污染区或缓冲区内,此区β/γ剂量率水平为10~100 μSv/h。如果在事故现场进行表面污染的本底水平监测,可能会导致结果不准确,容易出现远大于2倍天然本底水平的结果,甚至大于10倍天然本底水平。因此,这个污染控制水平只适合位于核辐射事故的后方医疗机构(二级及以上的救治机构),或去污场所辐射水平与正常本底相差不大的情况,不适合核事故现场应急使用。

3.《核和辐射事故应急响应程序》(WS/T 467-2014)[4]:该响应程序指明了适用于核与辐射事故现场及医院的医学应急响应工作,规定了核与辐射事故现场及医院的医学应急响应的基本内容和程序。在该标准的图 1 中指出,表面污染水平可按一定面积的平均值计算,对皮肤和衣物按100 cm2、手部按30 cm2、指尖按3 cm2的面积求平均值。其中如下条目值得引起关注。

WS/T467-2014中,第5.10.5条“评估监测结果”标准如下:①把高于本底水平2倍的部位视为污染部位。②如测出在正常情况下不会出现的放射性核素(如碘),即认为有污染。③当测出α污染读数小于2倍本底水平时,污染不会达到医学显著水平,为防止α或低能β的内污染,需要采取脱衣等措施。④事故发生10 min内,取口和鼻擦拭物测量,若每分钟几百或更多计数,表明有大量摄入;若仅数十计数,摄入的可能性小。

WS/T467-2014中的第5.10.6条“皮肤监测与去污处理”,要求对伤员皮肤监测结果与该标准表 8 的操作干预水平(operational intervention level, OIL)值对照,进行个人监测评价并去污处理。这与《核辐射突发事件放射性污染人员洗消流程及技术要求》(T/WSJD 7-2020)基本相同。

测量表面污染的本底水平,在正常本底地区,如γ剂量率为0.1 μSv/h左右,测得的表面污染本底水平为10计数/s;在事故污染区,如β或γ剂量率水平为10~100 μSv/h,测量表面污染本底水平可能为100~1 000计数/s;如β污染测量本底值为2~20 Bq/cm2,本底水平2倍即4~40 Bq/cm2,因此WS/T 467-2014中规定OIL3的β为100 Bq/cm2是可行的,但前提是必须了解核素特性,或者在排除α核素污染情况下,对β可选择混合核素。以Bq/cm2为单位给出的污染数值,克服了不同表面污染检测仪对同一个场合测量给出不同计数率的问题,建议在已知源项情况下选择相关核素,在源项不明时可选择混合核素(若有)或131I。

4.《核或辐射应急准备与响应通用准则》(GBZ/T 271-2016)[5]:该标准规定了核或辐射应急准备与响应防护行动和其他响应行动的通用准则,并由此导出了以监测结果和情景条件指标表示的操作准则预置值;适用于核或辐射应急的准备与响应。

GBZ/T 271-2016参照了国际原子能机构(International Atomic Energy Agency, IAEA)于2011年至2013年发布的系列文件,包括2011年发表的《国际辐射防护和辐射源安全的基本标准》(IBSS 2011暂行版)[7-8]、2012年发布的《用于核或辐射应急准备和响应的准则》(通用安全导则)丛书及其延伸文件《核或辐射应急时与公众的沟通》(2012)和《轻水堆对严重工况引起的应急情况时公众防护行动》(2013)。这些文件作为核或辐射应急的准备与响应提出了供决策用的一系列通用准则和操作准则。2014年7月IAEA发表了正式版本《辐射防护和辐射源安全:国际基本安全标准》,GBZ/T 271-2016标准借鉴了其中涉及应急的内容[9]。2012年发布的《用于核或辐射应急准备和响应的准则》(通用安全导则)涉及制定操作准则所需的通用准则建议值、制定操作准则所采用的方法,以及操作准则的预置值及其示例。这些准则可用于在核辐射应急时启动防护行动和其他响应行动,作为对决定的技术支持。

IAEA发布的上述几个文件,体现了本领域国际上发展的新趋势,但其部分理念和数值与基于IAEA 1996年发布的《国际辐射防护和辐射源安全的基本安全标准》(IBSS)及GB 18871-2002《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》有所不同。因此,《核或辐射应急准备与响应通用准则》(GBZ/T 271-2016) 在一些具体控制水平上与GB 18871-2002《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》的数据不同,就容易理解了。

GBZT271-2016其中的表C.1现场监测获得的OIL预置值及其响应行动规定了皮肤的OIL(表 1)。当距离表面10 cm的γ剂量率达到1 μSv/h,皮肤β污染直接测量值1 000计数/s,皮肤α污染直接测量值50计数/s时,需要对皮肤表面去污,减少不慎食入,并登记和体检。

表 1 国家标准的适用条件和污染控制水平比较 Table 1 Comparison of applicable conditions and contamination control levels in national standards

GBZT271-2016中的E2.4条“OIL4”认为,皮肤或衣服上可能沾有放射性物质的人员,都应采取相应措施,以防止不慎食入。相应的措施包括在饮水进食或吸烟之前洗手。洗手前保持双手不接触口唇。进一步的措施包括尽快淋浴,并更换干净衣服。脱下来的衣物应放置在盛物袋里等待处理。这些建议也适用于已经接受监测的人员。OIL4建议的措施考虑了最易受放射性污染影响的公众成员,如婴儿和孕妇。如有人用受污染的手进食,则可能食入放射性物质,专业人员也许不能对其及时监测和去污,但可以对受到污染的人员可采取上述行动进行自我防护。

在核事故应急现场分类组和洗消组所在的区域,γ剂量率水平多为10~100 μSv/h。因γ剂量率的影响,测量表面污染的本底水平可能为100~1 000计数/s。如果把事故现场的污染控制水平设置为β>1 000计数/s时要求去污,按计数率来定标准,避免了需要事先确定核素的难题,在核事故应急现场是可行的。但计数率与仪器探头类型、灵敏面积大小相关,因此规定这种测量要在良好辐射监测实践条件下进行(例如使用LB124在刻度条件下进行测量)。

5.《核辐射突发事件放射性污染人员洗消流程及技术要求》(T/WSJD 7-2020)[6]:该标准对人员体表放射性污染的控制水平基本与WS/T 467-2014一致,并将其原则具体化,详细阐述了其应用。

T/WSJD 7-2020中的第4.2.1条认为,受污染人员皮肤污染水平超过操作干预水平时,应在现场进行洗消,并应注意以下环节:①污染监测操作的基本参数:当表面污染监测仪探测面积大于20 cm2时,对β皮肤污染监测探头离人体(皮肤)约1 cm,对α污染监测距离<0.5 cm,探头移动速度为5 cm/s(大窗口)。监测前,应先对空白处进行本底测量。②一般情况,洗消操作干预水平为β或γ污染水平>100 Bq/cm2,α污染>10 Bq/cm2。与之相对应,第4.2.2条“解除洗消操作的控制值”为洗消后污染监测的β或γ污染水平<100 Bq/cm2,α污染水平<10 Bq/cm2。任何情况下,人员皮肤表面洗消再无成效时,应终止洗消[6]

对于二次去污,T/WSJD 7-2020中的第5条认为,对于伤口、手指或存在分布极不均匀的眼睛或皮肤污染时,在进行去污后,若仍达不到解除去污操作的条件,应采用小窗探测器表面污染监测仪找出污染点,并做标识,进行二次去污。其中,第5.2.1.5条认为,对二次洗消后,应通过如下监测来确定是否还需进一步洗消:①对存在局部污染点的患者,洗消后应重点用小窗探测器对污染点进行检测,仍存在污染的必须进一步进行洗消;②仍能检测到通常环境中不存在的一些人工放射性核素(例如碘),必须进一步进行洗消,直到检测不出这类核素;③虽然不是①和②的情况,但其污染水平仍高于操作干预水平时,也必须进一步进行洗消[6]

6.《战时参战人员核辐射控制水平》(GJB 2793 -1996)[10]:发生核武器爆炸时,人员体表污染控制水平按照国家军用标准GJB 2793-1996来执行,即正常人体体表污染不超过1×104 Bq/cm2,γ剂量率不超过40 μGy/h;伤口(创面)放射性污染程度不超过3×103 Bq/cm2。这个控制水平比较高,考虑核武器爆炸时产生的外照射剂量率较高,而且是战时特殊和极端的环境下,应该也是适合的。

具有争议的是,对表面污染值α在0.04~10 Bq/cm2,β在0.4~100 Bq/cm2的人群处置。有条件的情况下,尽量去污即可,不宜过度处理,然而个别专家对这部分人群的处置持不同看法,觉得凡有污染的人员都应尽可能去污,以达到本底水平才放心。在现场洗消资源充足、需洗消人数较少时,可以按照GB 18871的污染控制标准;但如若现场需洗消的人数较多,就不得不考虑分批次、分等级洗消,即核应急医学救援现场只处理体表污染水平高、易去污的人员,其他人员留在二级以上救治机构进一步去污;污染非常轻微的,可以考虑自行淋浴去污。这既不违反去污原则,又符合核应急医学救援的要求。与其情况类似的临床核医学科对使用放射性药物诊断和治疗疾病的患者、陪护者、探视者和家属的防护管理可以作为参照。

三、类似情况的《核医学放射防护要求》(GBZ 120-2020)的防护措施

在临床核医学科,对患者使用放射性药物诊治疾病,尤其是治疗性放射性药物的用量较大,如治疗分化型甲状腺癌,131I的最大放射性活度可达到5 000 MBq;治疗Graves甲亢,131I的最大放射性活度可达到800 MBq。放射性药物可以是放射性核素标记的离子或分子,通过正常的生理途径进入靶器官,如131I标记的碘化钠治疗甲状腺癌,32P标记的磷酸钠治疗红细胞增多症,也可以是放射性核素标记的单克隆抗体。放射性药物除发射γ射线,照射陪护者等其他人员,还可能随汗腺、乳腺等分泌到患者身体表面,随直接接触或间接接触影响到其他人员,因此,对患者、家属、陪护者和公众等的放射防护措施,与核事故应急时受污染人员和公众的防护类似。因此,将GBZ 120-2020相关要求进行分析,为核事故应急时对α在0.04~10 Bq/cm2,β在0.4~100 Bq/cm2的人员处置提供启示。

《核医学放射防护要求》(GBZ 120-2020)[11]对接受放射性药物治疗的患者,应对其家庭成员提供辐射防护的书面指导。在第7.2条“患者出院的管理要求”中认为,接受131I治疗的患者,应在其体内的放射性活度降至400 MBq或距离患者体表 1 m处的周围剂量当量率不大于25 μSv/h时方可出院,以控制该患者家庭与公众成员可能受到的照射。对接受其他放射性药物治疗的患者,仅当患者体内放射性活度低于相关要求时才能出院。对甲亢和甲状腺癌患者,出院时应按要求给出接触同事和亲属及到公众场所的合理限制和有关防护措施(限制接触时间及距离等)(表 2)的书面建议。

表 2 甲亢和甲状腺癌患者出院后与同事和亲属接触的相关限制(d)[11] Table 2 Restrictions on contact with colleagues and relatives after discharge of patients with hyperthyroidism and thyroid cancer (d)

GBZ 120-2020在第7.3条“陪护者、探视者和家属的防护管理要求”中,要求开展核医学工作的医疗机构应向陪护者、探视者和家庭成员提供有关的辐射防护措施(例如限定接触或接近患者或受检者的时间等)及其相应的书面指导,用给出的剂量控制参考值对其所受剂量加以约束。对接受放射性药物治疗的住院患者,仅当其家庭成员中的成人所受剂量不超过5 mSv、家庭成员中的儿童以及其他公众所受剂量不超过1 mSv,才能允许患者出院。例如患者或受检者体内131I单位放射性活度所致体外1 m处的周围剂量当量率换算系数为0.058 3 μSv·m2 ·(h·MBq)-1,当出院时患者体内的131I放射性活度为400 MBq时,根据计算,这时距离患者1 m处的周围剂量当量率=400×0.058 3= 23.3 μSv/h。显然,这种情况下参加2 d以上的跟团旅游会给其他人员带去超过国家公众年有效剂量限值的照射,因此这类患者的出行时间及旅游方式应符合表 3的要求。

表 3 甲亢和甲状腺癌出院患者出门旅行的相关限制[11] Table 3 Travel restrictions on discharged patients with hyperthyroidism and thyroid cancer

核与辐射应急情况下,人员体表污染α在0.04~10 Bq/cm2,β在0.4~100 Bq/cm2的人群,与核医学科使用放射药物治疗的患者有类似之处,对这类患者或伤员做好管理,注意管理好排泄物,保持与家人、陪护者和公众等人群的接触距离,基本就可以控制污染扩散。

四、各标准中污染控制水平的比较

1.核事故和放射事故应急情况下污染控制水平适用的标准:分析上述国家标准的适用范围,在发生核辐射事故和放射事故的情况下,按照《核和辐射事故应急响应程序》(WS/T 467-2014)和《核辐射突发事件放射性污染人员洗消流程及技术要求》(T/WSJD 7-2020)要求的控制水平来实施,是符合相关国家标准要求的。也即人员表面污染监测的β或γ污染水平大于100 Bq/cm2,α污染水平大于10 Bq/cm2,需要采取相应的去污措施;β/γ污染水平在0.4~100 Bq/cm2,α污染水平在0.04~10 Bq/cm2,属于放射性污染人员,但在事故现场,不需要采取进一步的去污措施,但要告知获取更多信息的途径;β污染水平低于0.4 Bq/cm2,α污染水平低于0.04 Bq/cm2,则基本属于正常本底水平范围,不需要去污(表 1)。

《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)适用“非密封源工作场所”的,《人体体表放射性核素污染处理规范》(GBZ 216-2009)是适用“开放性放射性核素工作场所”,均不适用于核事故应急使用。国家军用标准《战时参战人员核辐射控制水平》适用于核武器爆炸的情况下,不适用于普通的核辐射事故。

2.对表面污染值α在0.04~10 Bq/cm2,β在0.4~100 Bq/cm2的人群处置:根据《人体体表放射性核素污染处理规范》(GBZ 216-2009)的要求,这类人员属放射性污染人员。这部分人群可以不做处理,但要告知获取更多信息的途径。

根据上述标准的相关要求及实验验证,结合核与辐射应急现场救治的实际情况,建议对这部分人群可以放在二级及以上救治机构处置。即对核事故现场的人员,体表污染控制值要求在α<10 Bq/cm2,β<100 Bq/cm2;在二级以上救治机构,有条件进行充分去污,可以要求控制到α<0.04 Bq/cm2,β<0.4 Bq/cm2,但不能强制性要求二级救治机构都要做到这个控制水平。

五、总结

对人员进行体表污染检测,做好体表标记和记录,去污后根据国家标准中的控制水平,及时终止去污。当然,如果条件允许,应尽量去污。

1.非应急现场去污的条件:经检测发现伤员符合以下标准时,应进一步测量:体表污染2倍于当地天然本底以上者,视为放射性核素污染人员。体表污染测量10倍于天然本底,或体表γ剂量率>0.5 μSv/h者,为严重污染人员。

2.应急现场去污的条件:人员体表α>10 Bq/cm2,β>100 Bq/cm2,需去污、淋浴、更衣、解除控制。核武器爆炸后,人员体表去污按照国家军用标准《战时人员辐射控制水平》规定来执行。

3.解除控制(终止去污的控制水平)的条件

(1) 核辐射事故应急现场救治,因条件有限,按《核和辐射应急响应程序》(WS/T 467-2014)、《核辐射突发事件放射性污染人员洗消流程及技术要求》(T/WSJD 7-2020)规定执行,去污后体表β或γ射线污染程度应<100 Bq/cm2,α射线污染程度应<10 Bq/cm2

(2) 核辐射事故应急二级、三级救治机构,去污和救治条件较完善,对伤员去污效果可按照国家标准GBZ 18871-2002执行。经实验室验证可以到达规定的控制水平。

(3) 任何情况下,人员皮肤表面去污再无成效时,应终止去污。要完全去污很困难,在任何情况下,只要监测仪器显示去污已不可能再有成效时,两次去污的效果差异不超过10%时,去污工作就应再行评价或终止。

利益冲突  无

作者贡献声明  李蓉负责论文撰写;杨新瑞、刘晶负责搜集文献;李百龙、谢向东、陈肖华、刘玉龙、高宗科、李静负责指导论文修改

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