• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.301-311
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• 2018

지구 온난화가 심화됨에 따라 도시지역에서 집중호우에 의한 침수 피해가 증가하는 추세이다. 이러한 지구온난화에 의한 기후변화의 변동성은 IPCC 5차 보고서(2014)에서도 기술되어 있으며 기후변화에 의한 강수 패턴의 변화, 수문시스템의 변화 등 수자원 불확실성의 증가에 대하여 시사하고 있다. 최근 서울이나 부산과 같은 대도시의 관로의 수용 범위를 초과하는 국지성 호우가 발생하여 큰 피해를 초래하였다. 도시지역의 침수는 1차적으로 우수관거 통수능 부족에 의한 내수범람이 발생하고 방류구와 인접한 하천의 외수범람이 발생한다. 인구가 밀집되어 있는 도시지역에서 발생하는 침수는 인명피해 뿐만 아니라 도로, 교량, 지하공간 침수 및 파괴를 복구하기 위한 사회 경제적 피해를 동반하기 때문에 농촌, 산지 지역에 비해 피해량이 크다. 또한 도시개발에 인한 불투수면적 증가, 강우 유출시 출구부까지의 짧은 도달시간, 배수시설의 통수능부족 등 다양한 원인이 침수피해를 증대시킨다. 본 연구에서는 집중호우에 취약한 지역을 선정하고 XP-SWMM을 이용하여 내수침수 모의를 실시하였다. 또한 시범지역에 관로 개량, 우수저류지 설치, 우수펌프장 설치와 같은 홍수방어대안을 적용하여 각각의 침수모의를 실시하였으며 해당유역을 격자별로 분할하여 대안별 침수데이터를 추출하였다. 또한 격자별로 가장 적합한 구조적 홍수방어대안을 제시하기 위해 침수시간, 최대침수심, 구조물 설치비용을 평가요소로 이용하였으며 MCDM 기법 중 하나인 Compromise Programming 기법을 적용하였다. 본 연구에서는 동일 유역이라도 지리적 여건에 따라 대안의 선호도가 다르다는 점을 반영하고자 하였으며, Spatial Multi-Criteria Decision Making을 적용하여 지역특성을 고려한 홍수방어대안을 선정하는 방법에 대하여 연구하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.19-33
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• 2018

본 연구에서는 도시유역에서의 실시간 홍수예경보 목적으로 shot noise process 기반의 강우-유출모형을 제안하였다. 제안된 모형은 각 소유역 별 첨두치, 감쇄상수 및 지체시간으로 결정되는 shot noise의 합으로 표현되며, 기존 강우-유출 모형과는 달리 각 소유역 별 유출량이 독립적으로 유역 출구에 도달하는 구조를 가지고 있다. 제안된 모형의 매개변수는 통상 경험식을 가지고 결정하는 소유역의 집중시간과 저류상수 및 관로에서의 도달시간과 저류상수를 이용하여 쉽게 결정될 수 있는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 제안된 모형은 중동 빗물펌프장 배수유역, 구로1 빗물펌프장 배수유역, 대림2 빗물펌프장 배수유역에서 관측된 총 3개의 호우사상에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 본 연구에서 제안된 shot noise process 기반 단위 응답함수는 기존 단위 응답함수와 달리 강우 지속기간에 관계없이 동일한 모양을 갖는다. (2) 제안된 모형의 특성상 강우의 시간간격이 짧을수록 수렴된 결과를 얻을 수 있다. 따라서 도시유역의 특성을 감안할 때 1분이 가장 적절한 것으로 판단된다. (3) Shot noise process 기반 1분 단위 응답함수를 실제 호우사상에 적용하여 유출해석을 수행한 결과, 모의된 유출 수문곡선과 관측 값이 매우 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 도시유역에서의 유출해석을 수행하는데 있어 제안된 유출모형이 충분한 적용성이 있다는 것을 보여준다.

• 한국습지학회지
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• 제20권3호
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• pp.219-226
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• 2018

차집관로는 국유지가 많은 하천변에 매설되어 있어 파손이나 침입수/유입수(불명수, I/I) 의 유입으로 공공하수처리시설의 운영효율이 떨어지며, 하수관로 정비사업의 효율도 저하되는 것으로 나타났다. 본 연구는 하수관로 정비사업 효과의 감소원인에 가장 많은 영향을 미치는 차집관로를 대상으로 감소원인에 대한 분석을 하였다. 즉, 대상지역 3개소를 선정하여 차집관로의 현황조사(관로연장, 관경, 관종, 매설년도, 매설위치 등), 차집관로에 대한 차수(Pump 작업) 및 준설작업을 병행한 관로내부(CCTV)조사, 맨홀내부(육안)조사, 유량 및 수질조사 결과를 이용한 오염부하량 산정 등을 수행하였다. 합류지역은 동시 다측점 유량조사와 차집관로 유량 및 수질(BOD)조사, 오염부하량 비교 등을 수행하였으며, 차집관로 부실화에 따른 침입수/유입수 발생 현황 등 실태조사를 실시하였다. 연구결과, 하수관로정비 사업의 효과를 감소시키는 주요 원인은 차집관로의 노후화 및 미정비로 인해 공공 하수처리시설로 저농도 하수 및 불명수 유입되기 때문인 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제23권4호
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• pp.307-316
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• 2021

도시개발의 지나친 진행에 따라 불투수면의 증가로 인해 유출이 증가되어 도시 홍수에 대한 우려가 증가되고 있으며, 도시 유역의 물순환을 개발 이전과 같은 상태로 되돌리고자 하는 노력이 지속되고 있다. 이를 위한 노력으로 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 기술이 저류, 침투, 증발산과 같은 기작을 통해 도시개발 전후의 수문 현상을 모사하기 위해 주목받기 시작했으며, LID를 실제 유역에 도입할 수 있는 기법에 대한 연구가 국·내외에서 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 도시 소유역에 강우-유출 수문모형인 SWMM의 모의를 통해 LID를 적용하여 목표로 유출량 저감 효과를 시나리오 별로 분석 및 평가하였다. SWMM-LID 모형을 가산1빗물펌프장 유역을 대상으로 구축하였으며 옥상녹화와 투수성 블록 포장 기법을 기법별 정성평가를 통해 유역에 적용할 LID 기법으로 선정하였다. SWMM내에서 저류 및 침투를 통한 총 유출량 감소 효과를 위해 설정되어야 하는 각 인자들을 설계 하였으며, 6가지 시나리오를 선정하여 모의한 결과, 투수성 포장에 의한 저감 효과가 옥상녹화에 의한 저감 효과보다 더 크게 나타났다. 향후 유역의 특성에 맞는 LID 시설의 설계가 필요하며, 특히 서로 영향을 미치는 하천이나 지하수위 등 도시 수자원 요소들은 전체 시스템에서 고려할 수 있도록 고려되어야 한다.

• 한국양식학회지
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• 제13권1호
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• pp.39-46
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• 2000

우리나라의 대하양식은 먹이생물이 대체로 풍부한 연안 및 만을 중심으로 제방을 쌓거나 폐쇄된 염전 등을 이용하여 극히 한정된 장송에서 실시되고 있다. 본 조사 대하 양식장인 남해의 갈화 양식장은 조석차이를 이용한 해수교환이 주기적으로 실시되고 있으나, 서해의 운호 양식장은 단지 양수에 의한 해수보충이 가끔 실시되고 있을 뿐이다. 따라서, 본 연구는 갈화와 운호양식장의 환경특성을 파악하였고, 이에 따른 성장을 비교.검토하다. 갈화양식자의 저질성상은 사질이 약 70%를 차지한데 비해 운호 양식장은 대부분 펄이 차지하고 있었다. 저질중의 황화물은 갈화 양식장에서 1.8mgS/g-dry, 운호 양식장에서 4.7mgS/g-dry가 측정되어 약 3배의 차이를 나타내었다. 해수중의 ammonia-N 및 $H_2S$ 농도는 갈화 양식장에서 각각 0.10mg/${\ell}$ 및 10.8 ${\mu}$g/${\ell}$가 측정된 반면, 운호 양식장에서는 약 2배 이상 높은 0.31mg/l 및 21.2${\mu}$g/${\ell}$이 측정되었다. 또한, DO는 7월부터 8월에 걸쳐 갈화 양식장에서 6.0mg/${\ell}$이하, 운호 양식장에서는 5.0mg/${\ell}$이하가 관찰되었다. 대하의 체장과 체중은 10월 갈화 양식장의 158.2mm 및 28.9g에 비해 운호 양식장에서는 138.3mm 및 22.9g로 유의하게 낮은 성장을 보였다. 또한, 대하의 일일 성장률도 양식기간을 통해 갈화 양식장에 비해 운호 양식장에서 낮게 나타났다/ 따라서, 운호 양식장의 저층수에서 측정된 ammonia-N, $H_2S$ 및 DO는 대하의 성장에 영향을 미쳤다는 것을 의미한다.

• 생태와환경
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• 제35권4호통권100호
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• pp.285-294
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• 2002

본 연구는 농업용저수지의 수질개선을 위한 인공습지 시스템에서 수리학적 부하조건과 수질정화 특성간의 상관관계를 평가하고, 습지의 조성과 관리에 관한 기본적이며 주요 인자들을 규명하고자하였다. 인공습지시스템은 저수지 중층수를 유입시키기 위한 양수장과 미나리, 창포, 줄, 부들, 갈대등의 정수식물을 식재한 6개의 개별습지로 구성되어 있다. 시스템은 자유수면흐름방식으로 유입처리유량 $0.012-0.122\;m^3/s$,수리학적 체류시간 0.5-2.0 hr의 수리학적 고부하조건으로 운영하였으며, 수심은 0.1-0.2m, 유입수질은 저수지를 대상으로 하여 비교적 낮은 영양염류 농도(TN 2.224-2.462 mg/L, TP 0.145-0.164 mg/L)를 가지고 있다. 본 연구기간 중 각 개별습지의 평균 수질정화효율은 TN 12.1-14.3%로 갈대조에서 높게 나타났으며, TP는 6.3-9.5%로 식물 종에 따른 른 차이가없었다. SS는 17.4-38.5%, Cht-a는 12.6-20.2%로 미나리조에서 높게 나타났는데, 이는 유입수 농도가 다소 높은 때문으로 판단된다. 시간당 정화량은 TN $1.299-2.343\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ TP $0.85-1821\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, SS는 $17.9-111.6\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$. Chl-3는 $0.011-0.094\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$로 정화효율에서와 달리 TN은 줄에서 가장 높았고, TP는 창포에서 높았다. 침강성 물질인 SS와 Chl-a는 미나리에서 높게 나타났으며, 미나리는 BOD, COD, TN, TP등 다른 수질항목에서도 높은 값을 보여주고 있어 정화효율에서와 같이 유입수농도가 습지내 물질제거에 영향이 있음을 보여준다. 정화효율 및 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계는 수심, 체류시간, 일유입량, 수리학적 부하량, 유입수 농도, 온도 등 다양한 변수에 의한 영향으로 비교적 낮게 나타났다. 정화효율과 수리학적조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과 0.016-0.731,일처리유량과는 0.015-0.868을 나타내었으며, 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과는 0.173-0.763,일처리유량과는 0.209-0.770의 범위를 나타내었다. 정화효율과 수리학적 부하조건간의 상관계수($R^2$)Tt 0.5 이상을 나타내는 각 수생식물 습지별 수질항목은 체류시간과 일처리유량에 대해각각 20%,정화속도와 수리학적 조건간의 상관계수는 체류시간에 대해 53%, 일처리유량에 대해73%가 0.5이상을 보이고 있어 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계가 정화효율과의 상관관계보다 좀더 유의성 있게 나타났다. 이것은 높은 수리학적 부하조건이 영양염류 등의 정화효율에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여주고 있으며, 따라서 비교적 낮은 농도의 영양염류를 가지고 있고, 많은 처리수량을 요구하는 부영양화된 저수지의 수질개선을 위해서는 높은 수리학적 부하조건에서 시간당 정화량을 늘리는 관리방법이 경제적이며, 이에 초점을 맞추어 나가야 할 것으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.116-120
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• 2010

국내 집단에너지 사업의 대표적인 지역난방시스템은 전체 배관망이 약 3,000 km에 이르고 있다. 이러한 장거리 배관망을 통한 열수송에서는 마찰 저항으로 인해 많은 펌프동력이 필요하게 된다. 효율적인 장거리 열수송을 위한 연구로서 대표적인 방법 중 하나가 마찰저감제를 투입하는 것이다. 이러한 마찰저감제는 파이프내 표면의 마찰저항을 감소시킴으로써 유체의 유동을 향상시키게 되는 것이다. 본 연구에서는 친환경 계면활성제인 Amine Oxide $C_{18}$을 이용하여 $80{\sim}110^{\circ}C$의 온도범위에서 단기간 동안에 마찰저감 특성을 비교하고, 장기간 동안 퇴화현상을 비교 평가함으로써 향후 지역난방 시스템에서 적용 가능성을 평가하기 위하여 지역 난방시스템을 축소하여 실험장치를 제작하였다. 마찰저감제를 첨가하지 않은 파이프내의 차압과 마찰저감제를 첨가하였을때의 차압을 비교하여 마찰저감율을 측정하였다. 단기성능 실험결과 마찰저감제는 온도의 영향을 받아 유체의 온도가 높아질수록 마찰저감율이 낮게 나타났다. $80^{\circ}C$의 실험에서 최대 30%의 마찰저감율이 나타났으며, $100^{\circ}C$ 이상에서는 마찰저감율이 감소하여 약 15%의 마찰저감율을 보였다. 장기성능 실험결과 $80^{\circ}C$의 실험에서는 1000 ppm 0.8 m/s의 유속에서 마찰저감율의 지속시간이 155시간동안 유지되었으며 온도가 높아질수록 지속시간이 감소하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.76-85
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• 2003

본 논문에서는 공통원인고장의 이론적 고찰로서 정의와 그 원인, 분석방법을 기술하고 대표적인 소방설비의 하나인 소방펌프에 대해 공통원인고장을 고려한 신뢰도분석에 적용함으로써 공통원인고장의 중요성과 그 한계성을 규명하고자 한다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 알 수 있듯이 펌프의 운전고장이 계통실패의 가장 큰 요인으로 나타났으며 특히 두 펌프의 공통원인고장이 지배적이다. 다시 말하면 공통원인고장을 고려하지 않을 경우에 계통신뢰도를 실제보다 2배 이상 초과하여 평가할 수 있다는 것이다. 이로서 계통 신뢰도분석에서 공통원인고장의 중요성을 인식할 수 있으며 분석결과는 공통원인고장의 변수인자의 값에 크게 의존하는 것을 알 수 있다. 그리고 소방수 공급설비설계에 계통설계 시 다중성을 반영하면 신뢰도가 증가하는 것은 사실이나 공통원인고장 요인 때문에 다중기기 설치대수에 비례하는 정도의 신뢰도 향상을 얻지 못할 수도 있다. 또한 공통원인고장의 한계성으로는 분석모델의 차이로 인한 차이는 미미한 수준이었으나 각각 다른 데이터 원을 사용했을 경우 그 결과는 큰 차이를 나타내었다. 따라서 공통원인고장 분석에 사용되는 모델보다는 이용 가능한 경험데이터의 품질이 그 분석결과의 신뢰성에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 다중기기의 공통원인고장을 방지하기 위한 기본적이고 공학적인 방안으로는 설계시 요구되는 적정 신뢰도를 유지하는 것이므로 적어도 소방펌프에 요구되는 신뢰도수준으로 설계되어야 한다. 즉 SIS(Safety Instrumented system)에 요구되는 신뢰도수준인 안전건전성수준(SIL; Safety integrity level)에 적합한가의 유무를 PFD를 활용하여 정량적으로 파악하는 것이다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 계통작동요구시 실패확률(PFD: Probability of failure on demand), 즉 계통 이용 불능도는 3.80E-3이므로 규정목표인 SIL5의 범주 안에 들어있지 않아 안전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단되며, 만일 공통원인고장을 고려하지 않았을 경우인 계통 이용불능도 또한 1.82E-3으로 계산되는데, 이 또한 SIL5의 범주 안에 들어있지 않으므로 단전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권3호
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• pp.154-162
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• 2003

시설재배지에서의 암거 배수 효과를 보기 위하여 2W 연동하우스 강서 미사질 양토를 대상으로 3년간 실시하였다. 암거 무설치구와 암거 설치구를 두고 암거설치구는 간격 1 m, 2 m 및 3 m로 하여 3개의 구를 두고 암거설치는 유공 PVC관(${\Phi}100mm$)을 비닐 망사로 감아 깊이 50-60 cm에 묻고 관 주위 10 cm 정도를 왕겨로 충진한 후 토양으로 덮었다. 작부체계는 1 년차에는 호박-호박, 2년차에 오이-시금치-쑥갓-시금치-열무, 3년차에 풋고추-토마토-시금치였으며 시비는 관행시비, 관개는 지하수 양수에 의한 점적관개나 고랑관개를 이용했다. 암거 설치구는 무처리구에 비해 용적밀도, 토양경도가 낮았고 최종직물인 시금치의 근권이 2 cm 이상 더 컸다. 암거 설치에 의해 토양수분함량의 감소가 조사되었고 암거간격이 좁아질수록 현저하게 낮아지는 경향을 보였으며 암거 직상부가 대체로 가장 낮은 토양수분함량을 나타내었다. 따라서 암거 설치는 통기성, 투수성 등의 토양 물리성 개선시켰으며 암거직상부에서 그 효과가 가장 크다고 파악된다. 암거 설치에 의해 토양표면 (0-10 cm)의 $NO_{3^-}-N$함량의 감소폭이 가장 컸고 염농도 및 유효인산, 교환성양이온함량 또한 감소했다. 특히 계절별로 집적량이 높은 봄에 염농도 및 $NO_{3^-}-N$ 함량 감소율 또한 높았고 여름, 가을은 상대적으로 낮았다. 암거 설치에 의해 토양표면의 EC(1:5)는 $1.22dS\;m^{-1}$에서 $0.82dS\;m^{-1}$로 감소했고 $NO_{3^-}-N$ 함량은 $200mg\;kg^{-1}$에서 $39mg\;kg^{-1}$로 감소했다. 암거 설치 3년간의 작물수량은 작목에 따라 다르게 나타났는데, 무처리구에 비해 2 m 간격이 18.2% 증수, 3 m 간격이 14.2% 증수 및 1 m 간격은 0.2% 감수되었다.

• 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.