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(huì)造成劑量偏差。為此，血液輻照系統(tǒng)的高壓電源設(shè)計(jì)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向電場均勻性控制。
電場均勻性受輸出電壓波動(dòng)、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(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)等勢分布。設(shè)計(jì)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(qiáng)導(dǎo)致局部過曝。
在控制層面，引入電壓動(dòng)態(tài)修正機(jī)制。系統(tǒng)通過采集束流密度信號(hào)，實(shí)時(shí)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(shí)，控制器自動(dòng)微調(diào)輸出電壓，實(shí)現(xiàn)場強(qiáng)均衡。部分系統(tǒng)采用多點(diǎn)電位檢測，通過分布式采樣反饋實(shí)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(bǔ)償模塊。控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)整輸出設(shè)定值，使電場強(qiáng)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(shí)間域上同樣穩(wěn)定。
實(shí)驗(yàn)表明，通過電場均勻性優(yōu)化與智能修正，高壓電源驅(qū)動(dòng)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。