Soleil hydrogène hélium ?

 

 Soleil est une étoile naine jaune qui se compose de 74 % d’hydrogène, de 24 % d’hélium et d’une fraction d’éléments plus lourds. Le Soleil est de type spectral G2–V. « G2 » signifie qu’il est plus chaud (5 770 kelvins en surface environ) et plus brillant que la moyenne, avec une couleur jaune tirant sur le blanc. Son spectre renferme des bandes de métaux ionisés et neutres, ainsi que de faibles bandes d’hydrogène. Le suffixe « V » (ou « classe de luminosité ») indique qu’il évolue actuellement, comme la majorité des étoiles, sur la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell : il tire son énergie de réactions de fusion nucléaire qui transforment, dans son noyau, l’hydrogène en hélium, et se trouve dans un état d’équilibre hydrostatique, ne subissant ni contraction, ni dilatation continuelles.

La fusion nucléaire, dite parfois fusion thermonucléaire, est un processus où deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. Cette réaction est à l’œuvre de manière naturelle dans le Soleil et la plupart des étoiles de l'univers.

La fusion de noyaux légers dégage d’énormes quantités d’énergie provenant de l’attraction entre les nucléons due à l’interaction forte (voir Énergie de liaison atomique). Elle est, avec la fission, l’un des deux principaux types de réactions nucléaires appliquées. Un de ses intérêts est de pouvoir produire théoriquement beaucoup plus d’énergie (de 3 à 4 fois plus), à masse de « combustible » égale, que la fission.

De plus, les océans contiennent naturellement suffisamment de deutérium, 16 grammes par m3, pour permettre d’alimenter en énergie la planète pendant quelques centaines de millénaires[réf. nécessaire] (1 m3 d'eau peut potentiellement fournir autant d'énergie que la combustion de 670 tonnes de pétrole)[réf. nécessaire]. En dépit des travaux de recherche réalisés dans le monde entier depuis les années 1950, aucune application industrielle de la fusion à la production d’énergie n’a encore abouti, en dehors du domaine militaire avec la bombe H, étant donné que cette application ne vise aucunement à contenir et maîtriser la réaction produite. Il en existe cependant quelques autres usages moins médiatisés, comme les générateurs de neutrons[1].

Contrairement à la fission nucléaire, les produits de la fusion eux-mêmes (principalement de l’hélium 4) ne sont pas radioactifs, mais lorsque la réaction utilisée émet des neutrons rapides, ces derniers peuvent transformer les noyaux qui les capturent en isotopes pouvant l’être.

Il ne faut pas confondre la fusion nucléaire avec la fusion du cœur d’un réacteur nucléaire, qui est un accident nucléaire particulièrement redoutable[2].

La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd (noyau qui contient beaucoup de nucléons, tels les noyaux d'uranium et de plutonium) est divisé en plusieurs nucléides plus légers, généralement deux nucléides. Cette réaction nucléaire se traduit aussi par l'émission de neutrons et un dégagement d'énergie très important (≈ 200 MeV, à comparer aux énergies des réactions chimiques qui sont de l'ordre de l'eV).

Le 16 janvier 1939, Niels Bohr arriva aux États-Unis pour passer plusieurs mois à l’Université de Princeton, où il avait hâte de discuter de certains problèmes théoriques avec Albert Einstein. Juste avant son départ du Danemark, deux de ses collègues, Lise Meitner et Otto Frisch, lui avaient fait part de leur hypothèse selon laquelle l’absorption d’un neutron par un noyau d’uranium provoque parfois la scission de celui-ci en deux parties approximativement égales, ainsi que la libération d’une énorme quantité d’énergie : ils appelèrent ce phénomène « fission nucléaire ». Cette hypothèse se basait sur l’importante découverte de Hahn et Strassmann (publiée dans Naturwissenschaften au début du mois de janvier 1939) qui démontrait que le bombardement de l'uranium par des neutrons produisait un isotope du baryum.

Dès son arrivée, Rosenfeld en parla à tous les physiciens de Princeton, et la nouvelle se répandit aux autres physiciens, tel Enrico Fermi de l’Université Columbia. Les conversations entre Fermi, John R. Dunning et G. B. Pegram débouchèrent sur la recherche à Columbia des rayonnements ionisants produits par les fragments du noyau d’uranium obtenus après cette fameuse « fission ».

Le 26 janvier 1939, se tint une conférence de physique théorique à Washington DC, organisée conjointement par l’Université George Washington et la Carnegie Institution de Washington. Fermi quitta New York pour participer à cette conférence avant le lancement des expériences de fission à Columbia. Bohr et Fermi discutèrent du problème de la fission, Fermi mentionnant en particulier la possibilité que des neutrons puissent être émis durant le processus. Bien que ce ne soit qu’une hypothèse, ses conséquences c’est-à-dire la possibilité d’une réaction en chaîne étaient évidentes. De nombreux articles à sensation furent publiés dans la presse à ce sujet. Avant la fin de la conférence à Washington, plusieurs autres expériences étaient lancées pour confirmer la thèse de la fission du noyau.

 

Fission spontanée

Le phénomène de la fission spontanée fut découvert en 1940 par G. N. Flerov et K. A. Petrzak en travaillant sur des noyaux d'uranium 238.

On parle de fission nucléaire spontanée lorsque le noyau se désintègre en plusieurs fragments sans absorption préalable d'un corpuscule (particule). Ce type de fission n'est possible que pour les noyaux extrêmement lourds, car l'énergie de liaison par nucléon est alors plus petite que pour les noyaux moyennement lourds nouvellement formés.

L'uranium 235 (dans une très faible proportion cependant) et surtout le californium 254 sont par exemple des noyaux spontanément fissiles.

Fission induite

Exemple d'une fission nucléaire de l'uranium.

La fission induite a lieu lorsqu'un noyau lourd capture une autre particule (généralement un neutron) et que le noyau ainsi composé se désintègre alors en plusieurs fragments.

La fission induite de l'uranium 235 par absorption d'un neutron est la réaction de ce type la plus connue.

 Les fissions induites les plus couramment utilisées sont les fissions de l'uranium 235, de l'uranium 238 et du plutonium 239.

 Sous l’effet d’une collision avec un neutron, le noyau de certains gros atomes, dits fissiles, a la propriété de se casser en deux. La matière fissile qui constitue le cœur des réacteurs est en général de l’uranium ou du plutonium[4]. En absorbant un neutron, un noyau d’atome 235U se transforme ainsi en 236U, un isotope de l’uranium, dans un état excité de 6,2 Méga-électrons-volts (MeV) (1 MeV = 1,6.10-13 joules). Cette énergie suffit pour que le noyau puisse franchir la barrière de fission, de 5,7 MeV et se fragmenter en deux autres noyaux comme par exemple le Krypton 93 (93Kr) et le Baryum 140(140Ba)

 Une importante quantité d’énergie est libérée lors de cette fission, de l’ordre de 200 MeV pour un noyau d’Uranium 235. La part principale de cette énergie est constituée par l'énergie cinétique des deux atomes créés[6]. Elle s'accompagne en général de l'émission d'un ou de plusieurs neutrons rapides (généralement 2 ou 3) qui ont une énergie cinétique moyenne de 2 MeV[7]. Ceux-ci réagissent avec les noyaux qu'ils rencontrent et sont soit diffusés, c'est-à-dire renvoyés dans une direction différente, soit absorbés. Tant que la probabilité d'absorption reste faible, les neutrons se conservent pratiquement en nombre, mais leur énergie décroît peu à peu à chaque diffusion. Les noyaux sont d’autant plus efficaces pour ralentir les neutrons que leur masse est plus faible, plus proche de celle du neutron. C’est en particulier le cas de l'eau ordinaire (qui contient de l'hydrogène, le meilleur des modérateurs/ralentisseurs de neutrons), l'eau lourde (eau dans laquelle n'a été conservé, grâce à une séparation isotopique, que l'isotope lourd de l'hydrogène, le deutérium),

 

La plupart des fissions se produisent alors à cette énergie et le réacteur est dit à neutrons thermiques. Dans le cas contraire, le réacteur est dit à neutrons rapides[8].

La raison principale pour laquelle on cherche dans un réacteur thermique à ralentir les neutrons issus de fission pour les amener au niveau d'énergie (de vitesse) thermique est liée au fait que la probabilité qu'une rencontre d'un neutron thermalisé avec un atome fissile donne lieu à fission de l'atome rencontré est sensiblement 250 fois plus élevée que dans le cas où le neutron possède une énergie (une vitesse) élevée voisine de son énergie initiale.

Certaines captures de neutrons ne donnent pas lieu à la fission du noyau et l'importance relative de ces captures parasites doit être strictement limitée pour qu'une réaction en chaîne, divergente ou stationnaire, soit réalisée. Pour entretenir une réaction en chaîne, l'un des n neutrons produits à chaque fission devra à son tour être absorbé dans le combustible, les n - 1 qui restent pouvant être perdus par capture dans les autres constituants du milieu, ou par fuite en dehors du dispositif. n dépend de l'énergie des neutrons. Dans le cas des neutrons thermiques, il est égal à 2,08 pour 235U et 239Pu, à 1,8 pour l’uranium enrichi, mais à 1,36 seulement pour l'uranium naturel[9]. Le contrôle de la réaction en chaîne est assuré par l'insertion de barres de commandes contenant des matériaux très absorbants des neutrons, généralement désignés : « absorbants mobiles de contrôle de la réactivité du cœur ». Les matériaux absorbants utilisés sont généralement le bore, le cadmium, l'argent, l'indium ainsi que d'autres non mentionnés ici.

La fission d’une tonne d’uranium naturel, qui contient 0,7 % d’235U, donne 10 000 fois plus d’énergie que la combustion d'une tonne d’équivalent pétrole : 420 000 Gj contre 42 Gj (giga-joules)[10].

La fission d'un gramme d 'uranium 235 donne une énergie égale à:

  • 1/235 * No (Nombre d'Avogadro) * 200 MeV
  • 200 MeV = 200 * 10^6*1,6*10^-19 = 3,2 * 10 ^-11 joule
  • 1 gramme d'uranium 235 fissionné <=> 1/235 * 6,02 10^23 * 3,2 * 10 ^-11 joule
  • 1 gramme d'uranium 235 fissionné <=> 8,2 * 10^10 joule
  • 1 Megawatt * jour = 24 * 3600 * 10^6 joule = 8,64 * 10^10 joule

1 MegaWatt * jour <=> 1,05 gramme d'uranium 235 fissionné

 

Bilan énergétique

Chaque noyau d’uranium 235 qui subit la fission libère de

l’énergie et donc de la chaleur.

L'origine de cette énergie trouve son explication dans le bilan des énergies entre le noyau initial et les deux noyaux produits : les protons d'un même noyau se repoussent vigoureusement par leurs charges électrostatiques, et ceci d'autant plus que leur nombre est élevé (énergie coulombienne), l’énergie correspondante croissant plus vite que proportionnellement au nombre de protons. La fission se traduit donc par un dégagement d'énergie, qui est principalement transmise dans les produits de fission et les neutrons sous forme d'énergie cinétique, qui se transforme rapidement en chaleur.

La chaleur produite lors de la fission de noyaux fissiles d'uranium 235 ou de plutonium 239 peut alors être utilisée pour transformer de l'eau en vapeur, permettant ainsi d'actionner une turbine pouvant produire directement de l'énergie mécanique puis par l'intermédiaire d'un alternateur, de l'électricité. C'est cette technique qui est à l'œuvre dans les réacteurs nucléaires destinés à produire de l'électricité.

La réaction en chaîne

Lors d'une réaction de fission nucléaire induite, l'absorption d'un neutron par un noyau fissile permet la libération de plusieurs neutrons, et chaque neutron émis peut à son tour casser un autre noyau fissile. La réaction se poursuit ainsi d'elle-même : c'est la réaction en chaîne. Cette réaction en chaîne n'a lieu que si un neutron au moins émis lors d'une fission est apte à provoquer une nouvelle fission.

 

On voit ici pourquoi l'uranium naturel n'est pas utilisé directement dans les réacteurs : l'uranium 238 qu’il contient en grande proportion consomme trop de neutrons qui ne donnent pas lieu à une fission ! Pour l'utiliser, il faut l’enrichir en uranium 235.

Dans un milieu réactif, la vitesse à laquelle se déroule cette réaction en chaîne est mesurée par le facteur de multiplication.

L'énergie de fission

Un neutron qui entre en collision avec un noyau fissile peut former avec celui-ci un noyau composé excité, ou être simplement absorbé (capture neutronique). Pour l'uranium 235, la proportion de neutrons capturés est d'environ 16 % pour des neutrons thermiques (ou neutrons lents) ; 9,1 % pour des neutrons rapides.

La conductivité thermique de l'hélium II est supérieure à celle de tout autre corps connu. Ceci empêche l'hélium II de bouillir, car tout apport de chaleur se transporte immédiatement à la surface, où il provoque tout simplement l'évaporation en gaz. Cette conductivité est un million de fois supérieure à celle de l'hélium I, et plusieurs centaines de fois celle du cuivre[18]. Ceci est dû au fait que la conduction de la chaleur se fait par un mécanisme quantique exceptionnel. La plupart des matériaux bons conducteurs de la chaleur ont une bande de valence d'électrons libres qui servent à conduire la chaleur. L'hélium II n'a pas de telle bande et pourtant conduit bien la chaleur. Le flux de chaleur obéit à des équations semblables aux équations d'onde de la propagation du son dans l'air. Quand de la chaleur est introduite, elle se déplace à 20 m⋅s-1 à 1,8 K dans l'hélium II. On appelle ces ondes deuxième son[25].

À la différence du deutérium et de l'hydrogène 1, ce nucléide est radioactif. Il émet un rayonnement bêta (β-) (de faible énergie) en se transformant en hélium 3 (3He).

Sa période ou demi-vie est de 12,32 ans.

En milieu nucléaire, l'hélium 3 produit par la désintégration du tritium est lui-même réactivé en tritium par capture neutronique, facilité par sa grande section de capture :

{}^1_0\hbox{n}+{}^3_2\hbox{He}\to{}(\sigma=5333\hbox{ barn})\to{}^3_1\hbox{H}+{}^1_1\hbox{H} + 0,764 MeV
 
 Tout comme l'hydrogène, l'hélium 3 provient essentiellement de la nucléosynthèse primordiale, aux premiers instants de l'Univers, et n'est pas issu de la nucléosynthèse stellaire ; il est consommé dans les étoiles comme le lithium, le béryllium et le bore. Il est présent dans les couches externes du Soleil[réf. souhaitée], dont les éléments sont isolés des réactions de fusion du centre. Le vent solaire en envoie dans le restant du système solaire. Repoussé par le champ magnétique terrestre, son accumulation à la surface de la Lune est facilitée par l'absence d'atmosphère sur notre satellite.Propriétés nucléaires

L'hélium 3 a la particularité d'être un fort absorbant de neutrons.

La réaction d'absorption d'un neutron est la suivante :

{}_2^3\mathrm{He}+{}_0^1\mathrm{n}\to{}_1^3\mathrm{T}+{}_1^1\mathrm{p}

L'absorption d'un neutron par un noyau d'hélium 3 se traduit donc par la formation de tritium radioactif.

La fusion nucléaire de l'hélium 3 ne produit aucun déchet ou sous-produit radioactif, juste de l'hélium 4 et des protons (de l'hydrogène) :

{}_2^3\mathrm{He}+{}_2^3\mathrm{He}\to{}_2^4\mathrm{He}+2\;{}_1^1\mathrm{p}
neutron est une particule subatomique de charge électrique totale nulle.

Les neutrons sont présents dans le noyau des atomes, éventuellement liés avec des protons par l'interaction forte. Si le nombre de protons d'un noyau détermine son élément chimique, le nombre de neutrons détermine son isotope. Les neutrons liés dans un noyau atomique sont en général stables mais les neutrons libres sont instables : ils se désintègrent en un peu moins de 15 minutes. Les neutrons libres sont produits dans les opérations de fission et de fusion nucléaires.

Radioactivité

La radioactivité produit des neutrons libres. Ces neutrons peuvent être absorbés par les noyaux d'autres atomes qui peuvent alors devenir instables. Ils peuvent aussi provoquer une fission nucléaire par collision avec un noyau lourd fissile (plutonium 239, uranium 235,...).

Le neutron étant globalement neutre, il ne produit pas directement d'ionisations en traversant la matière. En revanche, il peut avoir de nombreuses réactions avec les noyaux des atomes (capture radiative, diffusion inélastique, réactions produisant des particules alpha ou d'autres neutrons, fission du noyau, etc.), produisant chacune des rayonnements ionisants. À ce titre, les neutrons sont considérés comme un rayonnement ionisant, soit un rayonnement qui produit des ionisations dans la matière qu'il traverse.

Un autre avantage des neutrons réside dans leur sensibilité magnétique due à leur spin, ce qui permet d'étudier la structure magnétique des matériaux.

Les neutrons sont également utilisés pour leur aptitude à provoquer des réactions nucléaires (fissions, capture radiative ou diffusion inélastique). Une application en est le contrôle nucléaire de procédé, qui permet de mesurer quantitativement et qualitativement le contenu de mélanges de matière fissile (uranium, plutonium, actinides mineurs) dans le processus de traitement du combustible usé (usine de La Hague notamment).

Sources Les sources de neutrons à haut flux sont soit des réacteurs nucléaires dédiés à la production de ce rayonnement, soit des sources de spallation, grands accélérateurs de protons qui envoient un faisceau de protons accélérés sur une cible évaporant des neutrons. Typiquement, les sources de neutrons rassemblent un parc d'instrumentation formant de grands centres d'utilisateurs nationaux ou internationaux.

Un réacteur nucléaire est un dispositif dans lequel une réaction en chaîne est initiée, modérée et contrôlée par l'humain — ou par la nature, comme dans le seul cas connu du Réacteur nucléaire naturel d'Oklo — contrairement à une bombe atomique, où la réaction en chaîne se produit en une fraction de seconde.

Les applications des réacteurs nucléaires comprennent essentiellement :

  • la production de chaleur, qui elle-même alimentera un autre usage (production de vapeur pour un travail mécanique ou la production d'électricité, production d'eau douce par dessalement (voir centrale nucléaire…) ;
  • la production de plutonium à usage civil (combustible MOX) ou militaire (bombe atomique) ;
  • la production de neutrons libres ou d'isotopes radioactifs, utilisés pour la recherche et en médecine (réacteurs de recherche) ;
  • la production de la bombe à neutrons dans le cadre militaire.

Les principales applications sont la production d'électricité et la propulsion nucléaire navale de navires, militaires (sous-marins nucléaires, porte-avions…) ou civils (brise-glace notamment).

Depuis les années 1950, de nombreux réacteurs nucléaires fonctionnent dans le monde sur le principe de la fission nucléaire pour produire de l'électricité. Pendant ces 50 dernières années, différentes technologies et filières de réacteurs civils ont été développées.

Parallèlement, des recherches portent sur des réacteurs qui fonctionneraient sur le principe de la fusion nucléaire. Il existe dans le monde deux grands axes de recherche :

Fission nucléaire

Article détaillé : Fission nucléaire.

Les noyaux atomiques très lourds tels que l'uranium ou le plutonium contiennent énormément de protons, et sont instables. Si l'un de ces atomes très lourd (par exemple l'uranium 235 ou le plutonium 239) capture un neutron, il se transforme en un noyau encore plus instable (236U ou 240Pu), et récupère par la même occasion de l'énergie.

Le noyau résultant se divise très rapidement: il fissionne, en se divisant en deux noyaux principaux, et en libérant deux ou trois neutrons supplémentaires, libres. Ces neutrons supplémentaires sont disponibles pour d'autres fissions de noyau : c'est le principe de la réaction en chaîne.

La différence d'énergie de liaison est partiellement transformée en énergie cinétique des produits de fission. Ceux-ci donnent cette énergie sous forme de chaleur par des chocs sur le matériau environnant. Cette chaleur est évacuée à l'aide d'un réfrigérant et peut, par exemple, être utilisée pour le chauffage ou la production d'électricité.

Les nouveaux noyaux issus de la division sont appelés produits de fission. Ils présentent généralement un excès de neutrons, et tendent à être radioactifs avec une radioactivité β-. Quand cette radioactivité béta moins a été exprimée, ils possèdent globalement une énergie de liaison plus importante par nucléon que les anciens atomes lourds — et donc sont plus stables.

le tritium (3H ou T) ; Constitué d’un proton et de deux neutrons, il n'est présent qu'en infime quantité (un atome de tritium pour 1018 atomes d’hydrogène). Instable, c'est le seul isotope radioactif de l’hydrogène, dont il possède semble-t-il les mêmes propriétés chimiques et physiques si ce n'est qu'il se transforme en 3He par émission d'un électron (radioactivité β). 2H et 3H peuvent participer à des réactions de fusion nucléaire

Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l’étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c’est une étoile de type naine jaune, composée d’hydrogène (74 % de la masse ou 92,1 % du volume) et d’hélium (24 % de la masse ou 7,8 % du volume)[

L'énergie solaire vient de la fusion nucléaire qui se produit au milieu du Soleil. Elle se propage dans le système solaire et dans l'Univers sous la forme d'un rayonnement électromagnétique — de photons.

Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de l'atmosphère, à l'échelle mondiale sur plusieurs années. Dans son acception commune, ce terme est appliqué à une tendance au réchauffement global observé depuis les dernières décennies du XXe siècle.

Un Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, le GIEC, élabore un consensus scientifique sur cette question. Son dernier et quatrième rapport, auquel ont participé plus de 2 500 scientifiques de 130 pays[1], affirme que le réchauffement climatique depuis 1950 est très probablement[c 1] d'origine anthropique, c'est-à-dire humaine. Ces conclusions ont été approuvées par plus de 40 sociétés scientifiques et académies des sciences, y compris l'ensemble des académies nationales des sciences des grands pays industrialisés[2].

 

Commentaires personnels : C'est clair, nous avons du rater un épisode chimique quelque part, car la terre et le climat se sont  réchauffés rapidement ainsi que tout le reste. Je me demande ce qu'ils ont bien pu rater comme élément chimique ou réactions en chaîne pour que nous en arrivions aussi rapidement à la destruction de la terre, et de tout le vivant,  peut-être aux prochaines taches du soleil ????

Passons aux choses sérieuses, à notre préparation spirituelle, car nous les vivants, les survivants, nous partirons dans les nuées lumineuses à la rencontre de l'Elu Jésus, Emmanuel, au son de la trompette de Yahweh. Les élus seront pris des 4 coins de la planète, tous ceux qui se seront préparés comme Yahweh nous le demande, et devenir membre de la Nouvelle Jérusalem.

Le Livre Ouvert de notre Préparation après les 21 ans de nourriture spirituelle de Yahweh Dieu Allah est en cours de route, vous le recevrez sur www.noula.com, c'est le même sauf que j'y ajoute certains éléments du Livre Le Coran du Prophète d'Allah, Muhammad. Le livre ouvert ainsi est complet, le Livre La Torah, l'Evangile et le Coran Le Rappel et surtout LE NOM DE YAHWEH ET LE RESTE !

http://www.muslimfr.com/modules.php?name=News&file=article&sid=33

Puis, quand d'un seul souffle, on soufflera dans la Trompe, et que la terre et les montagnes seront soulevées puis tassées d'un seul coup; Ce jour-là alors, l'Événement se produira, et le ciel se fendra et sera fragile, ce jour-là."

(Sourate 69 / Versets 13-16)

"…au jour où la terre sera remplacée par une autre, de même que les cieux et où (les hommes) comparaîtront devant Allah, l'Unique, Le Dominateur Suprême."

(Sourate 14 / Verset 48)

"Tout comme Nous avons commencé la première création, ainsi Nous la répéterons; c'est une promesse qui Nous incombe et Nous l'accomplirons !"

(Sourate 21 / Verset 104)

"Il interroge : "A quand, le Jour de la Résurrection ? " Lorsque la vue sera éblouie, et que la lune s'éclipsera, et que le soleil et la lune serons réunis, l'homme, ce jour-là, dira : "Où fuir ? " Non ! Point de refuge ! Vers ton Seigneur sera, ce jour-là, le retour. L'homme sera informé ce jour-là de ce qu'il aura avancé et de ce qu'il aura remis à plus tard."

(Sourate 75 / Versets 6-13)

 

 

 

Suite !!

 

 

 

 

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