血液輻照高壓電源的電場均勻性研究

血液輻照設(shè)備用于防止輸血后移植物抗宿主反應(yīng)，其核心是通過γ射線或電子束均勻輻照血袋。電場均勻性直接影響束流分布與劑量均衡，而電場由高壓電源供能形成。研究發(fā)現(xiàn)，即使高壓電源輸出穩(wěn)定，若電場分布不均，也會造成劑量偏差。為此，血液輻照系統(tǒng)的高壓電源設(shè)計重點轉(zhuǎn)向電場均勻性控制。
電場均勻性受輸出電壓波動、結(jié)構(gòu)布局及負(fù)載形態(tài)影響。高壓電源需提供極低紋波的直流電壓，并通過優(yōu)化極板結(jié)構(gòu)與補償網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)等勢分布。設(shè)計中采用分段均壓電阻與平衡電容網(wǎng)絡(luò)，使加速區(qū)電勢線性變化，防止邊緣場增強導(dǎo)致局部過曝。
在控制層面，引入電壓動態(tài)修正機制。系統(tǒng)通過采集束流密度信號，實時判斷輻照區(qū)域能量分布。當(dāng)檢測到電場不均引起的劑量差異時，控制器自動微調(diào)輸出電壓，實現(xiàn)場強均衡。部分系統(tǒng)采用多點電位檢測，通過分布式采樣反饋實現(xiàn)空間均勻調(diào)控。
為消除環(huán)境溫度和絕緣介質(zhì)變化的影響，電源配備溫漂補償模塊。控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)整輸出設(shè)定值，使電場強度保持恒定。此外，采用數(shù)字濾波算法去除低頻紋波，確保束流能量在時間域上同樣穩(wěn)定。
實驗表明，通過電場均勻性優(yōu)化與智能修正，高壓電源驅(qū)動下的電子束劑量分布偏差可控制在±1%以內(nèi)，顯著提升了血液輻照的生物安全性與效果一致性。