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Chahtou, Amina

様式第２号（第５条，第１１条関係） 
「課程博士用」 
 
学 位 論 文 の 要 旨 
専    攻 機能創成科学 専攻 
ふりがな 
氏  名 
しやはとう あみな 
Chahtou Amina 
学位論文題目 
Study on Carbothermal Reduction Process from Alumina to Aluminum 
アルミナからアルミニウムへの炭素熱還元プロセスの研究 
 
学位論文要旨 
Recently, the world consumption of metal aluminum knew a significant rise. This growth in 
the demand is mainly due to the world focus on using a stable and lightweight material for 
automobiles, infrastructures and sensors technology. However, the conventional process known as 
Hall-Héroult used for the production of aluminum expresses a high energy cost and loss of 
greenhouse emissions. To deal with the high-cost problem, a substitution method known as the 
carbothermal reduction of alumina based on reducing the alumina with carbon as reductant 
material in an induction heating furnace shows to be efficient and expressed low energy cost. In 
the other hand, the yield of produced aluminum via carbothermal reduction of alumina still quite 
low. To improve the reduction process yield, the knowledge and study of the different processes 
occurring during the reduction are necessary to improve the efficiency of the carbothermal 
method and increase the yield of the final aluminum product. In the following, I describe the main 
objective of my study: 
 Simulation and analysis of the phase stability diagram of Al-O-C, to understand 
thermodynamically the different reactions occurred during the carbothermal reduction 
process. 
 Evaluation of the optimum heating temperature condition to achieve a higher yield based on 
the relationship between the partial pressure of the by-product gas-form (Al2O and CO). 
 Investigation of the effect of adding aluminum carbide to the starting raw materials mixture 
of alumina and carbon to speed up the reactions and enhance the reduction yield.   
In this study, I have attempted to optimize and enhance the yield of the produced aluminum 
following all the objectives cited above and success on determining the optimum thermodynamics 
conditions such as the mole fraction, the pressure and the temperature for the enhancements of 
the carbothermal reduction process yield. In addition, the positive effect of the additive on the 
improvement of the reduction process yield will be discussed in details.. 
The thesis is composed of four chapters. The first chapter is dedicated to discussing a brief 
history of aluminum production, with the importance of aluminum in the automobile and current 
industries. Furthermore, the current aluminum world market and the conventional process will 
be discussed. While the in the second chapter the direct carbothermal reduction of alumina 
compared to the conventional Hall-Heroult process will be explained in details including the 
thermodynamics theoretical background on the presence and stability of alumina, aluminum, 
aluminum carbide and carbon under various conditions such as temperature and pressure which 
are the key for the understanding of the reduction process. While all the focus of this research 
work is about the necessity optimization and precise determination of the heating process 
temperature which has a significant impact on the by-product Al2O gas generation. On the other 
hand, the investigation of the aluminum carbide additive effect will be discussed in details to 
determine precisely its impact on the enhancement of the reduction process yield. 
The third chapter will present the experimental procedures used for the two main work of 
this research starting with the optimization of the heating temperature for the reduction process. 
A complete explanation of its relationship to the stability phase diagram of Al-O-C, the material 
used and the effect on the final yield of the reduction. A second part, the experimental procedure 
of the aluminum carbide additive optimization such as the used material and methods, and the 
impact of the additive on the different reaction inside the process will be discussed. As for both 
experimental parts, the same characterization techniques will be used including XRD for product 
quantification and mass balance calculation, while Quadrupole mass spectroscopy (Q-mass) will 
be used for real-time estimation of different gas phase during the reduction process. 
Chapter four will present the experimental results and discussions following each 
experimental procure discussed in the third chapter. The optimization results or the heating 
process temperature will be discussed in details with their impact on the determination of the 
exact temperature allowing a higher aluminum yield. While for the optimization of the aluminum 
carbide additive effect by comparing nine different ratios will be compared in term of gas loss, 
product composition, aluminum carbide and aluminum yield. 
Finally, the conclusion section will summarize the achievement and comments on the 
investigation and enhancement of the carbothermal reduction of alumina for production of 
aluminum. 
注）和文 2,000字以内又は英文 800語以内                 続紙 有□ 無□ 


English

Study on Carbothermal Reduction Process from Alumina to Aluminum

及川, 祐梨

Preparation and Application of Fluoroalkyl End-Capped Vinyltrimethoxysilane Oligomer Composites

Ijlal Hasif Bin, Ahmad Azizi

Japanese

Study on Magnetization Process of Iron-based Soft Magnetic Materials under Compression

弘前大学博士（医学）掲載誌:体力・栄養・免疫学雑誌, 28, p.18-26, 201

平川, 美和子

 
 
 
 
 
  
 
 
Association between arteriosclerosis-related indices and serum leptin level among 
junior high school students 
 
 
 
 
1
10
 
 
 
 
2013 2016 1
3 2013 1 2015
3 93 2014 1 2016 3
73 62
67 129  
,HbA1c TC HDL
HDL-C,LDL LDL-C, TG
baPWV (SBP) (DBP)
 
3 3
3.5ng/ml 3.5ng/ml
7.0ng/ml 7.0ng/ml 12.3ng/ml
12.3ng/ml 17.3ng/ml 17.3ng/ml  
3 3 1 3
Bonferroni  
 
 
3 3 1
3 (P=0.010)
(P=0.021) 2
 
3 3
(P=0.003) (P=0.001)
(P=0.001) (P=0.024) HbA1c (P=0.048) SBP
(P=0.005)
HbA1c SBP
 
 
 
7.0ng/ml 17.3ng/ml
 
 
 
 


中学生における血清レプチン値と動脈硬化関連指標との関係

弘前大学博士（医学）掲載誌:体力・栄養・免疫学雑誌 掲載予

谷本, 歩美

競技レベルの違いが同一トレーニング後の身体疲労の出現に及ぼす影響－ 筋逸脱酵素値及び免疫機能による検討－

弘前大学博士（医学）掲載誌Ann Thorac Surg, 100, p.1767-1772, 201

山内, 早苗

Risk Factors for Semilunar Valve Insufficiency After the Damus-Kaye-Stansel Procedure

村上, 正和

細則様式第１－２号 
学位請求論文の内容の要旨 
領 域 健康支援科学 分 野 障害保健学 
氏 名 村上 正和 
（論文題目） 
自宅退院後の家族介護者の介護負担感に関する研究 
 
主 査 若山 佐一 
副 査 吉田 英樹 
副 査 門前 暁 
副 査 高見 彰淑 
＜序論＞ 
我が国の要介護高齢者は平成24年度には545.7万にまで増加している．加えて，要介護者と同
居している介護者は全体の64.1%に上り，家族介護者の介護負担感の増加が懸念される．このよ
うな背景から，在宅生活を送る被介護者とその同居家族を対象として，介護負担感に関する研究
が数多く行われている．しかし，脳卒中や骨折などを発症し，初めて入院治療を必要とした患者を
介護する家族介護者を対象に，自宅退院直後の介護負担感の状況について報告した文献は殆
ど見当たらない．脳卒中などにより，被介護者の能力は発症前比べて短期間で変化していること
が予想さる．それにより，同居家族は様々な介護を一辺に強いられるだけでなく，長年在宅介護を
続けている同居家族に比べ，急激に介護負担感が生じるリスクが高いと考える．岡本はストレスを
生じうる事象に対する予測の有無が心理的ストレスに影響するとしており，ストレスを生じうる事象
を予測できている方が，予測できていない場合に比べて心理的ストレスが少ないと報告している．
この考えを介護負担感の発生に当てはめて考えると，自宅退院後初めて介護に直面する家族の
場合，事前にどの程度の介護が必要か予測できないことが，介護負担感発生の一因となる可能
性がある．本研究ではこれらの仮説を検証し，自宅退院後の介護負担感発生のリスクが高いケー
スを特定することを目的とした． 
 
＜第1章：家族介護者の介護負担感との関連因子についての文献的考察＞ 
【目的】在宅要介護高齢者を介護する家族介護者を対象とした先行研究をレビューし，次
研究への着眼点を得ることを目的とした． 
 （注）論文題目が外国語の場合は，和訳を付すこと． 
【細則様式第１－２号続き】 
【方法】CiNii及びPuB Medによる文献調査 
【結果】CiNiiでは49編，Pub Medでは24編の論文が対象となった．検討論文数5編以上，
且つ，それらの半数以上で介護負担感との関連性を認めた要因を以下に示す． 
①被介護者要因：認知機能障害の程度，認知症における行動・心理症状(Behavioral an
d Psychological Symptoms of Dementia)，日常生活活動(Activities of Daily Living：以下，
ADL)の自立度 
②介護者要因：生活の質，抑うつ，健康状態，目の離せない時間 
③社会支援：介護相談者の有無，介護サービスの利用数，ショートステイの利用 
 
＜第2章：自宅退院1か月後の介護負担感に関連する因子の検討＞ 
【目的】自宅退院後の家族の介護負担感に関連する因子を検討することを目的とした．
さらに，退院前に家族介護者が予測した介護と，退院後の実際の介護の差(以下，予想
との差)が介護負担感に影響するか検討することを目的とした． 
【方法】対象者は当院を退院した患者及び家族介護者25組50名とした．被介護者には，
年齢，性別，介護度，Mini-mental state Examination(以下，MMSE)，機能的自立度評価表(F
unctional Independence Measure：以下，FIM)を調査した．FIMのみ退院時と退院1か月後
の2時点で評価し，その他の項目は退院時にのみ行った．家族介護者には退院1か月後
に，年齢，性別，続柄，介護負担感の評価として日本語版Zarit介護負担尺度短縮版(Th
e short version of the Japanese version of the Zarit Caregiver Burden Interview ：以下，J-ZBI_8)
を評価した．また，予想との差は，「実際の介護は退院前の予想と比べていかがです
か?」という質問に対して，非常に楽，やや楽，やや負担，非常に負担の4件法で聴取
した．介護環境として，1日の睡眠時間と1日の介護時間を，入院中の被介護者―介護
者間関係として，入院中の面会頻度とリハビリテーションの見学頻度を聴取した．解
析は介護負担感と各項目との関連性を確認後，J-ZBI_8を従属変数，その他の項目の内
J-ZBI_8と関連の認めた項目を独立変数としたステップワイズ法の重回帰分析を実施
した． 
【結果】J-ZBI_8と関連を認めた項目は，被介護者要因では退院1か月後のFIM排便コン
トロール・記憶であり，介護者因子では予想との差，介護環境では1日の睡眠時間であ
った．重回帰分析で採択された項目は，予想との差，1日の睡眠時間であった． 
【細則様式第１－２号続き】 
＜第3章：家族介護者の予想との差と睡眠時間に関連する因子の検討＞ 
【目的】第2章では，介護負担感が少ない家族介護者の特徴として，自宅退院後の介護
の程度の予測精度が高いことと，1日の睡眠時間が長いことが示された．本章では，退
院後の家族介護者の予想との差及び睡眠時間に影響する因子を，被介護者や介護者の
特性，及び入院中の被介護者―介護者間関係から明らかにすることを目的とした． 
【方法】対象者は当院を退院した患者及び家族介護者31組62名とした．被介護者には，
年齢，性別，介護度，MMSE，FIMを調査した．家族介護者には，年齢，性別，続柄，J
-ZBI_8，予想との差を評価した．介護環境として，1日の睡眠時間と介護時間を，被介
護者―介護者間関係として，入院中の面会頻度とリハビリテーションの見学頻度を聴
取した．調査はすべて退院1か月後に実施した．解析は予想との差と睡眠時間それぞれ
を従属変数としたステップワイズ法の重回帰分析を実施した．独立変数の選択基準は，
各従属変数との相関係数が0.20以上であることした．同時に，ADLに対する家族指導
をより具体的に検討するため，FIMの運動項目のみを独立変数とした分析を実施した． 
【結果】予想との差を従属変数とした重回帰分析の結果採択された項目は，FIMの記
憶・理解・社会的交流，面会頻度であった．FIM運動項目のみを独立変数とした場合は
排便コントロールが選ばれた．睡眠時間を従属変数とした重回帰分析の結果採択され
た項目は，FIMの記憶であり，FIM運動項目のみを独立変数とした場合は排便コントロ
ールが選ばれた． 
 
＜考察＞ 
 本研究で新たに発見された知見として，退院後の介護の予測精度が介護負担感に影
響することが明らかとなった．予測精度を低下させる因子として，被介護者が認知機
能の低下によってADL上の障害を呈している場合や，排便のケアに介助を要している
場合，また，入院中の面会頻度が少ない場合が挙げられた．同時に，介護者の睡眠時
間が短い場合にも介護負担感が発生しやすく，被介護者が記憶の障害を呈することと
排便のケアに介助を要していることが，睡眠時間を減少させ得る要因であることが明
らかとなった．排尿ではなく排便が選ばれた理由としては，排便では量や形状によって
はオムツやパットでのコントロールが困難であり，清拭にも時間がかかることが考えられ
る．これらの事象が当てはまる患者・家族に対しては，退院前に具体的な介護のイメ
ージを家族介護者に提供することが重要であると考える． 
【細則様式第１－２号続き】 
 
学位論文のもととなる研究成果としての筆頭著者原著 
 
論 文 題 目 Factors influencing the burden on caregivers of patients at one month after discharge from convalescent ward 
著 者 名 
Masakazu Murakami，Akiyoshi Takami，Ai Shimaya， 
Misato Makino，Hideki Yoshida 
掲載学術誌名 Hirosaki Medical Journal 
巻，号，項 未定(受理済み) 
掲載年月日 2018 年 3 月(予定) 
 


自宅退院後の家族介護者の介護負担感に関する研究

成田, 将崇

Accumulated exposure dose of multiple radiological examinations at an emergency center

福士, 泰世

酸化ストレスマーカー8-hydroxy-2'-deoxyguanosine によるストレス評価及び酸化ストレス状態に対するトマトジュース投与の有用性に関する検討

弘前大学博士（医学）掲載誌：International Heart Journal, 59, p.1445-1453, 201

市川, 博章

 
 
 
 
 
  
Blood pressure-independent effect of olmesartan on albuminuria in mice 
overexpressing renin: Its beneficial role in the ACE2/Ang (1 -7)/Mas axis 
and NADPH oxidase expression 
 
 (
ACE2 / Ang 1-7 / Mas NADPH
)  
 
 
 
(RAS)
(Ang) II
2 (ACE2)/Ang(1-7)/Mas
(ACE2/Ang(1-7)/Mas axis pathway) RAS
 
 
(Ren-TG ) 1
(AT1R)
(Olm) (Hyd)
“ACE2/Ang(1-7)/Mas axis pathway”
 
 
16 Ren-TG (Ren) (WT) Olm (5 mg/kg/day)
Hyd (3.5 mg/kg/day) 8
Telemetry
mRNA Real time PCR Western blot
OxiSelectTM Protein 
Carbonyl ELISA Kit  
 
Ren WT 158.2 ± 6.3 vs 112.8 
± 8.8 mmHg n = 3-4 p <0.01 Olm Hyd
WT 123.5 ± 5.7 and 126.1 ± 6.5 mmHg n = 3 p <0.01
UAE Ren WT 78.2 ± 31.2 
vs 28.6 ± 13.8 μg/day n = 5-6 p <0.01 Olm UAE 20.3±5.2 μg/day
n = 6 p <0.01 vs Ren Hyd 77.0 ± 
41.8 μg/day n = 6 Ren Olm
Hyd  
Ren Mas1 WT 0.67 ± 0.07
p  <0.05 n = 5  Olm Mas 1 WT
0.92 ± 0.10 n = 5 Hyd 0.51 ± 0.10
n = 5 Ren ACE2 WT 0.76 
± 0.07 n = 4 p <0.05  Olm ACE2 WT
1.16 ± 0.12 n = 4 Hyd 0.64 ± 0.13
n = 4  
NADPH oxidase (Nox) Ang II
Nox4 WT Ren
1.82 ± 0.49 n = 4 p <0.05  Olm Nox4
0.86 ± 0.14 n = 4 p <0.01 vs Ren Hyd
1.32 ± 0.37 n = 4  
Ren WT
0.34 ± 0.08 vs 0.15 ± 0.06 nmol/mg n = 4 p <0.01 Olm
0.13 ± 0.03 nmol/mg n = 4 p <0.01 
vs Ren Hyd 0.36 ± 0.02 nmol/mg n = 4  
 
ACE2/Ang(1-7)/Mas axis pathway
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


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Study on Carbothermal Reduction Process from Alumina to Aluminum

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自宅退院後の家族介護者の介護負担感に関する研究

Accumulated exposure dose of multiple radiological examinations at an emergency center

酸化ストレスマーカー8-hydroxy-2'-deoxyguanosine によるストレス評価及び酸化ストレス状態に対するトマトジュース投与の有用性に関する検討

Blood Pressure-Independent Effect of Olmesartan on Albuminuria in Mice Overexpressing Renin.

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