血液輻照高壓電源的電場均勻性研究
血液輻照設備用于防止輸血后移植物抗宿主反應,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。研究發現,即使高壓電源輸出穩定,若電場分布不均,也會造成劑量偏差。為此,血液輻照系統的高壓電源設計重點轉向電場均勻性控制。
電場均勻性受輸出電壓波動、結構布局及負載形態影響。高壓電源需提供極低紋波的直流電壓,并通過優化極板結構與補償網絡實現等勢分布。設計中采用分段均壓電阻與平衡電容網絡,使加速區電勢線性變化,防止邊緣場增強導致局部過曝。
在控制層面,引入電壓動態修正機制。系統通過采集束流密度信號,實時判斷輻照區域能量分布。當檢測到電場不均引起的劑量差異時,控制器自動微調輸出電壓,實現場強均衡。部分系統采用多點電位檢測,通過分布式采樣反饋實現空間均勻調控。
為消除環境溫度和絕緣介質變化的影響,電源配備溫漂補償模塊??刂葡到y根據環境溫度自動調整輸出設定值,使電場強度保持恒定。此外,采用數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定。
實驗表明,通過電場均勻性優化與智能修正,高壓電源驅動下的電子束劑量分布偏差可控制在±1%以內,顯著提升了血液輻照的生物安全性與效果一致性。
