• 대한방사성의약품학회지
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• 제8권2호
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• pp.53-61
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• 2022

This study aimed to increase the targeting ability against PSMA in cell therapy using metabolic glycoengineering and biorthogonal chemistry and to visualize cell trafficking using PET imaging. Cellular membranes of THP-1 cells were decorated with azide(-N₃) using Ac₄ManNAz by metabolic glycoengineering. Engineered THP-1 cells were conjugated with DBCO-bearing fluorophore (ADIBO-Cy5.5) for 1 h at different concentrations and analyzed by confocal fluorescence microscopy and flow cytometry. For PSAM ligand conjugation to THP-1 cells, Ac₄ManNAz treated THP-1 cells were incubated with DBCO-PSMA ligand (ADIBO-GUL) at a final concentration with 100 µM for 1 h. To evaluate the effect on cell recognition, PSMA ligand conjugated THP-1 cells(as effectors) were co-cultured with PSMA positive 22RV1 (as target cells) at 3 : 1 a effector-to-target cell (E/T) ratio. The interaction between THP-1 and 22RV1 was monitored by confocal fluorescence microscopy. For preparing the radiolabeled THP-1, the cells were treated at the activity of ~ 740 kBq of [⁸⁹Zr]Zr(oxinate)₄/5 × 10⁶ cells. Radiolabeled cells were analyzed for determination of cell-associated radioactivity by gamma counting and viability using MTS assay. In the cytotoxicity assay, THP-1 cells did not have any cytotoxicity even when the Ac₄ManNAz concentration was 100 µM. In confocal microscopy and flow cytometry, THP-1 cells were efficiently labeled ADIBO-Cy5.5 in a dose-dependent manner, and the dose of 100 µM was the optimal concentration for the following experiments. The clusters of PSMA ligand-conjugated THP-1 cells and 22RV1 cells were identified, indicating cell-cell recognition over the cell surface between two types of cells. Cell radiolabeling efficiency was 54.5 ± 17.8%. THP-1 labeled with 0.09 ± 0.03 Bq/cell showed no significant cytotoxicity compared to unlabeled THP-1 up to 7 days. We successfully demonstrated that Ac₄ManNAz treated cells were efficiently conjugated with ADIBO-GUL for preparing the PSMA-targeting cells, and [⁸⁹Zr]Zr(oxinate)₄ could be used to label cells without toxicity. It suggested that PSMA-ligand conjugated cell therapy could be improved cell targeting and be monitored by PET imaging.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.3940-3955
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• 2023

A new method of numerical simulating prediction and decontamination effect evaluation for abrasive jet decontamination to radioactively contaminated metal is proposed. Based on the Computational Fluid Dynamics and Discrete Element Model (CFD-DEM) coupled simulation model, the motion patterns and distribution of abrasives can be predicted, and the decontamination effect can be evaluated by image processing and recognition technology. The impact of three key parameters (impact distance, inlet pressure, abrasive mass flow rate) on the decontamination effect is revealed. Moreover, here are experiments of reliability verification to decontamination effect and numerical simulation methods that has been conducted. The results show that: ⁶⁰Co and other homogeneous solid solution radioactive pollutants can be removed by abrasive jet, and the average removal rate of Co exceeds 80%. It is reliable for the proposed numerical simulation and evaluation method because of the well goodness of fit between predicted value and actual values: The predicted values and actual values of the abrasive distribution diameter are Ф57 and Ф55; the total coverage rate is 26.42% and 23.50%; the average impact velocity is 81.73 m/s and 78.00 m/s. Further analysis shows that the impact distance has a significant impact on the distribution of abrasive particles on the target surface, the coverage rate of the core area increases at first, and then decreases with the increase of the impact distance of the nozzle, which reach a maximum of 14.44% at 300 mm. It is recommended to set the impact distance around 300 mm, because at this time the core area coverage of the abrasive is the largest and the impact velocity is stable at the highest speed of 81.94 m/s. The impact of the nozzle inlet pressure on the decontamination effect mainly affects the impact kinetic energy of the abrasive and has little impact on the distribution. The greater the inlet pressure, the greater the impact kinetic energy, and the stronger the decontamination ability of the abrasive. But in return, the energy consumption is higher, too. For the decontamination of radioactively contaminated metals, it is recommended to set the inlet pressure of the nozzle at around 0.6 MPa. Because most of the Co elements can be removed under this pressure. Increasing the mass and flow of abrasives appropriately can enhance the decontamination effectiveness. The total mass of abrasives per unit decontamination area is suggested to be 50 g because the core area coverage rate of the abrasive is relatively large under this condition; and the nozzle wear extent is acceptable.

• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.128-132
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• 2010

핵의학과 종합조작실은 방사선 관리구역으로 이곳에서 발생된 방사성오염물질은 방사성폐기물로 간주하여 일반쓰레기와 별도로 관리를 해야 한다. 본 실험은 우리가 미처 인식하지 못해 일반쓰레기로 처분되었던 방사성오염물질의 오염도를 측정하고 원인을 분석하여 보다 적극적인 방사성폐기물 관리 운영의 필요성을 제시하고자 함이다. 측정대상은 방사성의약품을 표지하기 위해 사용된 생리식염수와 $^{99}Mo$/$^{99m}Tc$ generator(국산 및 외산)에서 발생한 generator cap, saline needle cap, $^{99m}Tc$-needle cap, saline vial로 하였고, gamma survey meter를 이용하여 평균값과 표준 편차(mean${\pm}$SD)로 나타냈다. 측정대상물질의 오염유무를 알기 위해 방사선 관리구역에서 반출될 수 있는 물질의 표면오염도인 최대허용표면오염도의 1/10(43.2 cpm)을 기준값으로 정하였다. 각각의 표면오염도를 측정한 결과 방사성의약품 표지를 위해 사용된 생리식염수에서는 $14,429{\pm}26,378$ cpm으로 최대 허용표면오염도의 1/10을 초과하였다. 그리고 측정된 generator중 외산에서는 generator cap: $17{\pm}28$ cpm, saline needle cap: $35{\pm}66$ cpm, $^{99m}Tc$-needle cap: $9{\pm}21$ cpm, saline vial: $13{\pm}28$ cpm으로 최대허용표면오염도의 1/10를 초과하지 않았지만 국산에서는 generator cap: $22,852{\pm}52,545$ cpm, saline needle cap: $87,367{\pm}109,711$ cpm, $^{99m}Tc$-needle cap: $9,008{\pm}10,459$ cpm, saline vial: $186,416{\pm}158,196$ cpm으로 최대 허용표면오염도의 1/10를 초과하였다. 외산 generator에서 발생한 측정대상물질은 일반폐기물로 처분하고 국산 generator와 방사성의약품을 표지하기 위해 사용된 생리식염수는 반드시 방사성폐기물로 간주하여 처분해야 한다. 따라서 일반쓰레기 뿐만 아니라 종합조작실에서 반출되는 모든 물질에 대한 자체적인 방사선측정, 기록 및 비치와 방사성폐기물에 대한 지속적인 교육을 통해 방사성 폐기물이 일반쓰레기로 처분되어 나가는 것을 예방 할 수 있을 것이다.

• 핵의학기술
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• 제13권1호
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• pp.40-46
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• 2009

목적 : 분화된 갑상선암 환자에서 방사성옥소(I-131)를 이용한 전신스캔은 보통 수술 후 잔여 갑상선 조직, 재발된 병변 부위 또는 전이 병소 등을 찾는데 유용한 방법이다. 최근 고선량 방사성동위원소를 이용한 치료는 증가 추세에 있으며, 동위원소 치료를 위한 입원대기는 수개월씩 지연되고 있다. 본원에서는 정화조 설비를 확장하여 주당 치료 가능 인원이 증가되었고 이로 인해 I-131 전신스캔 환자가 늘어나면서 검사시간 또한 증가되었다. 이를 개선하기 위해 본 연구에서는 기존의 검사시간을 단축하면서 병소의 위치를 정확하게 구별할 수 있도록 Transmission scan tool을 제작하여 우수한 분해능을 가진 전신영상을 얻고자 한다. 실험재료 및 방법 : 2008년 2월부터 7월까지 본과를 내원하고 ORBITER Gamma Camera를 이용하여 I-131 전신스캔을 시행하는 환자를 대상으로 하였다. 먼저 전신 스캔을 시행한 후 Transmission scan를 위해 검사 Table에 Rail을 설치하고 $^{99m}Tc$-pertechnetate 2 mCi를 희석한 Flood phantom을 올려놓을 수 있는 Tool을 자체 제작하여 Transmission image를 얻어 전신 스캔에 Fusion 하였다. 결과 : I-131 전신스캔과 Transmission scan의 Fusion된 영상은 간단한 marking을 통하여 구강이나 침샘부위, neck 부위의 병소, 전이병소의 위치를 감별하는데 우수한 분해능을 가진다. 또한 추가적인 국소 영상이 불필요하여 8~28분 정도의 검사 소요시간을 단축할 수 있었다. 결론 및 고찰 : I-131 전신스캔에서 Transmission scan은 방사능의 감약을 통하여 체표면의 윤곽을 정확히 나타낼 수 있으며 미리 시행한 I-131 전신스캔과의 Fusion 영상을 통하여 분해능을 향상시킴으로서 잔여 갑상선 조직이나 전이병소 등의 위치를 나타내는데 유용하다. 또한 추가적인 국소영상 촬영이 불필요함에 따라 검사에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 체표면 윤곽을 나타내어 해부학적 위치를 파악하는데 도움을 줄 수 있는 다른 임상검사에도 확대 적용할 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제25권4호
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• pp.557-576
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• 2015

지하수내 자연방사성물질인 우라늄과 라돈-222의 산출과 지질특성과의 연관성을 알아보기 위해 단층대를 포함한 화강암, 편마암, 복운모 화강암 등 다양한 지질이 분포하는 횡성지역을 연구대상지역으로 하였다. 이 연구를 위하여 지하수 시료 38점, 지표수 시료 4점을 채취하여 화학성분 분석, 우라늄과 라돈-222의 함량을 분석하였다. 1차 분석결과를 바탕으로 우라늄과 라돈-222의 함량이 미국 EPA 권고기준을 초과한 지하수 16점에 대해서는 2차 분석을 실시하였다. 지하수내 자연방사성물질 산출과 지질과의 상관성을 알아보기 위하여 33개 지점에 대한 지표방사능 세기를 측정하였다. 지하수내 우라늄의 농도는 0.02~49.3 μg/L의 범위를, 라돈-222의 농도는 20~906 Bq/L 범위로 미국 EPA 권고기준치인 30 μg/L와 148 Bq/L을 초과한 시료는 각각 4점과 35점이다. 지하수의 화학적 특성은 Ca(Na)-HCO₃ 유형에서 Ca(Na)-NO₃(HCO₃+Cl) 유형 범위까지 분포한다. pH는 5.71~8.66의 범위로 중간 값은 중성 또는 약알카리성의 특성을 보였다. 고함량 우라늄 및 라돈-222의 산출은 편마암-화강암 지질경계부과 화강암내에서 주로 확인되었으며, 우라늄과 라돈의 산출에 대한 상관관계는 뚜렷하지 않다. 불활성 기체인 라돈은 암석내 기원지로부터 주변부에 발달된 단열을 따라서 확산되어 순환하는 지하수에 용해되는 것으로 보이며, 지하수의 유동과 화학성분과의 상관성은 찾아보기 어렵다. 지하수내 우라늄 용해에 유리한 조건은 중성 또는 약알칼리성 환경과 산화 환경이면서 높은 중탄산 함량의 지화학적 조건에서 주로 우라닐 또는 우라닐탄산염 형태로 존재하는 것으로 해석된다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제29권10호
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• pp.1309-1315
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• 2000

Objectives : We performed an in vivo experiment to investigate the effect of $^{166}Holmium$ and $^{166}Holmium$-chitosan complex($^{166}Ho$-CHICO) on the normal brain of rats and to determine the sublethal dose of $^{166}Ho$-CHICO. Materials and Methods : $^{166}Ho$ is a beta and gamma ray emitter. $^{166}Ho$-CHICO is a novel radio-pharmaceutical complex with chitosan to facilitate the transport of $^{166}Ho$ obtained from Korea Atomic Energy Research Center(Taejon, Korea). It is in acidic form and becomes gel state at alkaline pH. One hundred and seventy consecutive rats were divided into four groups : $^{166}Ho$ treated(n＝50), $^{166}Ho$-CHICO treated(n＝57), saline treated(n＝5) and chitosan treated(n＝5) groups. $^{166}Ho$ and $^{166}Ho$-CHICO were injected into the rat brain stereotactically with various doses of 0.1mCi/$20{\mu}l$, 0.2mCi/$20{\mu}l$, 0.3mCi/$20{\mu}l$, and 0.4mCi/$20{\mu}l$ using an automated microinjector. Nuclear imaging, histopathological and hematological studies were performed in 10 rats in each group at 1 day, 3days, 7 days, 1 month and 3 months after the injections. Results : An infiltration of inflammatory cells and necrotic changes were noted in $^{166}Ho$ treated group at 1 week after the injection. A wedge-shaped tissue defect due to necrosis, lined with infiltrated glial cells in $^{166}Ho$ treated group and a cystic defect lined with reactive astroglial cells in $^{166}Holmium$-CHICO treated group at 3 months after the injection were observed. $^{166}Ho$ alone without chitosan leaked out and caused necrotic lesion on the cerebral surface but $^{166}Holmium$-CHICO treated group did not show this feature. As the dose of $^{166}Ho$ increased, the mortality rates were also increased. The mortality rate of the $^{166}Holmium$-CHICO group was higher than the $^{166}Ho$ treated group at a dose of 0.4mCi/$20{\mu}l$/300g. There was no detectable radioactivity due to the leakage or extravasation from the injected site of the brain on the scintigraphy performed at 1 hour, 24 hours and 48 hours after the injection. There was also no detectable activity of $^{166}Holmium$-CHICO in other organs including spleen, liver and kidney. Conclusions : $^{166}Ho$-CHICO did not leak out to the critical cortical surface of the brain from the injection site and induced radiation changes of the parenchyma around the injection site without cortical damage. The sublethal dose of $^{166}Ho$-CHICO for the normal brain in rats was determined to be 0.2mCi/$20{\mu}l$/300g.

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.261-276
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• 2016

본 연구에서는 용인지역 ○○마을 지하수내 우라늄 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 이와 관련된 수리지화학 특성 및 지질과의 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 지하수 19점, 지표수 5점을 2회에 걸쳐 채취하였다. 연구결과 지하수의 pH는 5.81~7.79의 범위를 보이며, 지하수의 화학적 유형은 Ca(Na)-HCO₃에서 Ca(Na)-NO₃(Cl)-HCO₃ 유형에 걸쳐 분포한다. 우라늄과 라돈-222의 함량은 각각 0.06~411 μg/L의 범위와 5.56~903 Bq/L의 범위를 보인다. 마을 공용음용수로 사용되었던 암반지하수 2점은 우라늄과 라돈-222의 함량이 미국 EPA 권고치를 초과하였으며, 마을 내 생활용수로 사용하는 지하수중 우라늄과 라돈-222가 각각 3점과 12점에서 미국 EPA 권고치를 초과하였다. 초과한 지하수의 분포지역 지질은 중생대 쥬라기의 편마암상 각섬석-흑운모화강암이다. 우라늄과 라돈의 고함량 산출의 상관성을 보인 지하수는 마을 음용수로 사용되어온 심부지하수 2점에 국한되며, 다른 지하수에서는 특별한 상관성을 보이지 않는다. 지하수내 고함량 우라늄의 영향 범위는 지하수공 주변 수십 m 이내로 한정되는 것으로 보이며, 불활성 기체인 라돈의 고함량 범위는 보다 넓은 범위이므로 우라늄과 기원이 서로 상이하거나, 만약 동일한 기원이라면 암반의 단열대 등을 통한 확산이 비교적 넓게 진행된 것으로 보아야 할 것이다. 지표방사능 세기와 우라늄의 산출의 상관성도 대체로 일치함을 보여, 주변 최대 200 m 정도까지 고함량 우라늄의 영향범위로 추정된다. 암석 내 우라늄과 토륨은 토라이트와 모나자이트 광물에서 높은 검출을 보인다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권1호
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• pp.7-15
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• 1998

몇 종류의 제염제에 대한 제염효과를 평가하기 위해 $^{60}Co$과 $^{137}Cs$에 의한 피부오염의 제염실험을 수행하였다. 본 연구에서는 인체피부 대신에 돼지피부를 활용하였으며, 피부오염용액으로는 $^{60}CoCl_2$와 $^{137}CsCl$ 용액을 사용하였다. 그리고 제염제로는 현재 사용되고 있는 비눗물, EDTA 외에 오염된 구조물의 표면오염 제거를 위해 원자력연구소에서 개발한 KAERICON과 본 연구를 통해 제조한 IOCON, TRICON 및 CHARCON 등을 이용하여 피부오염에 대한 제염을 실시하여 각 제염제의 제염효과를 평가하였다. 방사성물질의 피부침투정도를 파악하기 위하여 16시간동안 방사성물질을 시료표면에 점착시킨 후 감마선 측정을 통해 침투율을 평가하였으며, 이 실험에서 $^{137}Cs$의 경우 11.5%, $^{60}Co$의 경우 3.2% 정도가 피부로 침투됨을 알 수 있었다. 각 제염제의 제염효과를 평가해본 결과 KAERICON은 $^{137}Cs$에 대하여 최고 52.1%(제염계수 2.1)의 제염율을 나타내었으며, IOCON도 $^{137}Cs$에 대하여 비교적 좋은 제염율(제염계수 1.9)을 나타내었다. 그러나 $^{60}Co$에 대해서는 IOCON, CHARCON 모두 20%(제염계수 1.2) 미만의 제염율을 나타내었으며, KAERICON도 $^{60}Co$에 대해 낮은 제염율(제염계수 1.1)을 나타내었다. TRICON은 $^{137}Cs$에 대해 $1.6{\sim}1.8$의 제염계수를 나타내었으며, $^{60}Co$에 대해서는 $1.0{\sim}1.2$의 제염계수를 나타내었다.

• 분석과학
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• 제28권6호
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• pp.377-384
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• 2015

본 연구에서는「공공수역 방사성물질 측정망 운영 계획」에 따른 모니터링 수행 내용을 소개하였고, 하천 및 호소 60 개 지점을 대상으로 인공방사성물질(¹³⁴Cs, ¹³⁷Cs, ¹³¹I)의 농도를 조사하여 우리나라 지표수 내 방사성물질의 실태를 파악하고자 하였다. 채취된 시료는 마리넬리 비커를 이용한 감마분광 분석기법으로 분석하였다. ¹³⁴Cs와 ¹³⁷Cs은 모든 지점에서 MDA 미만으로 조사되었고, ¹³¹I는 한 지점(0.533±0.058 Bq/L)을 제외한 모든 지점의 농도가 MDA 미만으로 나타났다. ¹³¹I는 의료용으로 사용하는 물질로 환자의 배설물로 인해 하수처리장 인근 하천수에서 빈번하게 검출되는 물질로 알려져 있다. 따라서 ¹³¹I가 검출된 원인을 파악하기 위해 하수처리장 방류지점을 포함한 ¹³¹I가 검출된 상류수계 6개 지점을 추가 조사하였다. 조사결과, 하수처리장 처리수 방류지점에서부터 하류방향으로 ¹³¹I가 지속적으로 검출되었으며, 농도는 0.257±0.034~0.799±0.051 Bq/L 범위로 조사되었다. 추가조사를 통해 하수처리장 방류수가 하천수의 ¹³¹I 검출에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제40권4호
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• pp.228-232
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• 2006

목적 : $[^{18}F]F_2\;(T_{1/2}=110\;min)$ 기체를 이용하여 친전자성 치환반응으로 방사성동위원소 $^{18}F$을 표지하는 방법은 새로운 앙전자방출단층촬영용 방사성의약품 개발 분야에서 유용하게 이용되고 있다. 그림에도 불구하고 $[^{18}F]F_2$를 높은 생산수율과 비방사능으로 생산하기 위한 표적 개발 연구는 아직도 진행 중에 있다. 본 연구에서는 친핵성 치환반응으로 $^{18}F$을 도입하기 어려운 방사성의약품에 친전자성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입할 수 있는 $[^{18}F]F_2$ 가스의 효율적인 생산에 관해 연구하였다. 대상 및 방법: 표적은 원추형 모양의 알루미늄 재질로 제작하였다. $[^{18}F]F_2$ 생산을 위한 핵반응으로 $^{18}O(p,n)^{18}F$를 사용하였으며, two-step 빔 조사방법을 이용하였다. 첫 번째 조사는 농축 $[^{18}O]O_2$가스를 표적에 충진한 후 빔 조사하여 $^{18}O(p,n)^{18}F$ 핵반응을 일으킴으로써 $^{18}F$를 생산한다. 생산된 $^{18}F$은 표적 챔버 기벽에 흡착된다. $[^{18}O]O_2$은 재사용을 위하여 냉각포획법으로 회수하였으며, $^{18}F$를 회수하기 위해 $[^{19}F]F_2/Ar$ 가스를 충진한 후, 두 번째 빔을 조사하여 방사성불소를 회수하는 방법으로 구성된다. 본 연구에서는 최적의 방사성불소 생산 조건을 찾기 위해 빔 조사 시간, 빔 전류 세기 농축 $[^{18}O]O_2$ 충진 압력 등의 변화에 따라 생산량을 평가하였다. 결과: 빔 조사 시간, 빔 전류, 농축 $[^{18}O]O_2$ 충진 압력 등의 조건을 변화시키면서 생산량을 평가한 결과 최적의 빔 조사 조건은 다음과 같다. 첫 번째 조사: 농축 $[^{18}O]O_2$을 약 15.0 bar충진, 13.2 MeV, 30 ${\mu}A$로 60-90분 조사; 두 번째 조사: 1% $[^{19}F]F_2/Ar$혼합가스 12.0 bar 충진, 13.2 MeV, 30 ${\mu}A$로 20-30분 조사 후 아르곤 가스로 회수하였을 때 EOB(end of bombardment) 기준으로 약 $34{\pm}6.0$ GBq(n>10)의 $[^{18}F]F_2$를 얻었다. 결론: $^{18}O(p,n)^{18}F$ 핵반응을 이용하여 친전자성 방사성동위원소 $[^{18}F]F_2$를 생산하였다. 표적 챔버는 알루미늄으로 제작하였으며 본 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.