Ključna razlika med ciklotronom in betatronom je, da ciklotron uporablja spiralno pot, medtem ko betatron uporablja krožno pot za pospeševanje nabitih delcev.
Ciklotron in betatron sta dve vrsti pospeševalcev delcev. Ciklotron je najzgodnejša oblika pospeševalnika, betatron pa je v primerjavi z njim sodoben. Oba sistema za pospeševanje uporabljata magnetna in električna polja.
Kaj je Cyclotron?
Ciklotron je vrsta pospeševalnika delcev, ki se uporablja za pospeševanje nabitih delcev po spiralni poti. Ta naprava je uporabna za nabite atomske ali subatomske delce. Ustanovitelj te naprave je Ernest Orlando Lawrence.
Če razmišljamo o zasnovi ciklotrona, vsebuje dve votli polkrožni (spiralni) elektrodi. Te elektrode so znane kot dee. In ti dve elektrodi sta nameščeni ena proti drugi in sta nameščeni v izpraznjeni komori med poloma magneta.
Glede na način delovanja ima električno polje, ki ima izmenično polarnost. Delci, ki jih je treba pospešiti, nastanejo blizu središča naprave. Tukaj električno polje poganja delce v dee. Obstaja tudi magnetno polje, ki vodi delce po polkrožni poti. Sčasoma se delci pospešijo od ene globine do druge.
Slika 01: Način delovanja ciklotrona
Vendar lahko ta naprava pospešuje protone z energijami, manjšimi od 25 milijonov eV. Zato je to velika omejitev te naprave. Da bi premagali to omejitev, lahko spreminjamo frekvenco izmenične napetosti, vtisnjene na dee. Potem se naprava imenuje sinhrociklotron.
Kaj je Betatron?
Betatron je vrsta pospeševalnika delcev, ki je prirejen predvsem za pospeševanje beta delcev ali elektronov. Ta naprava za pospeševanje uporablja električno polje in magnetno polje. Delci se pospešujejo v krožni orbiti.
Slika 02: Betatron
Ko upoštevamo strukturo betatrona, vsebuje vakuumsko cev. Ta cev je narejena v krožno zanko in je vdelana v elektromagnet. Navitja elektromagneta so vzporedna s krožno cevjo. Tukaj izmenični električni tok ustvarja spremenljivo magnetno polje, ki občasno obrne smer. Na pospešek elektrona vplivata dve sili: sila, ki deluje v smeri gibanja in sila, ki deluje pravokotno na smer gibanja. Ti dve sili sta pomembni pri ohranjanju krožne poti elektrona v zanki.
Kakšna je razlika med ciklotronom in betatronom?
Ciklotron je vrsta pospeševalnika delcev, ki se uporablja za pospeševanje nabitih delcev po spiralni poti. Betatron je vrsta pospeševalnika delcev, ki je prirejen predvsem za pospeševanje beta delcev ali elektronov. Ključna razlika med ciklotronom in betatronom je, da ciklotron uporablja spiralno pot, medtem ko betatron uporablja krožno pot za pospeševanje elektronov.
Poleg tega je druga razlika med ciklotronom in betatronom v tem, da ciklotron vsebuje dve elektrodi, imenovani dee, nameščeni hrbtno stran, medtem ko betatron vsebuje izpraznjeno cev, ki je narejena v krožno zanko in ta zanka je vdelana v elektromagnet. Glede na način delovanja se v ciklotronu naelektreni delci pospešujejo od ene stopinje do druge zaradi vpliva električnega polja in magnetnega polja. Pri betatronu se elektroni pospešujejo zaradi delovanja dveh sil: sile, ki deluje v smeri gibanja, in sile, ki deluje pravokotno na smer gibanja.
Spodnja infografika prikazuje več primerjav, povezanih z razliko med ciklotronom in betatronom.
Povzetek – Cyclotron vs Betatron
Ciklotron in betatron sta dve vrsti pospeševalcev delcev. Ključna razlika med ciklotronom in betatronom je, da ciklotron uporablja spiralno pot, medtem ko betatron uporablja krožno pot za pospeševanje nabitih delcev.
