血液辐照高压电源的电场均匀性研究

血液辐照设备用于防止输血后移植物抗宿主反应,其核心是通过γ射线或电子束均匀辐照血袋。电场均匀性直接影响束流分布与剂量均衡,而电场由高压电源供能形成。研究发现,即使高压电源输出稳定,若电场分布不均,也会造成剂量偏差。为此,血液辐照系统的高压电源设计重点转向电场均匀性控制。
电场均匀性受输出电压波动、结构布局及负载形态影响。高压电源需提供极低纹波的直流电压,并通过优化极板结构与补偿网络实现等势分布。设计中采用分段均压电阻与平衡电容网络,使加速区电势线性变化,防止边缘场增强导致局部过曝。
在控制层面,引入电压动态修正机制。系统通过采集束流密度信号,实时判断辐照区域能量分布。当检测到电场不均引起的剂量差异时,控制器自动微调输出电压,实现场强均衡。部分系统采用多点电位检测,通过分布式采样反馈实现空间均匀调控。
为消除环境温度和绝缘介质变化的影响,电源配备温漂补偿模块。控制系统根据环境温度自动调整输出设定值,使电场强度保持恒定。此外,采用数字滤波算法去除低频纹波,确保束流能量在时间域上同样稳定。
实验表明,通过电场均匀性优化与智能修正,高压电源驱动下的电子束剂量分布偏差可控制在±1%以内,显著提升了血液辐照的生物安全性与效果一致性。