A legfontosabb különbség a ciklotron és a betatron között az, hogy a ciklotron spirális útvonalat használ, míg a betatron körkörös utat használ a töltött részecskék felgyorsítására.
A ciklotron és a betatron kétféle részecskegyorsító. A Cyclotron a gyorsító legkorábbi formája, míg a betatron hozzá képest modern. Mindkét rendszer mágneses és elektromos mezőket használ a gyorsításhoz.
Mi az a Cyclotron?
A Cyclotron egyfajta részecskegyorsító, amelyet töltött részecskék spirális úton történő gyorsítására használnak. Ez az eszköz hasznos feltöltött atomi vagy szubatomi részecskékhez. Ennek az eszköznek az alapítója Ernest Orlando Lawrence.
A ciklotron tervezésénél két üreges félkör alakú (spirális) elektródát tartalmaz. Ezeket az elektródákat dee-nek nevezik. És ez a két elektróda egymásnak van felszerelve, és egy kiürített kamrában van elhelyezve a mágnes pólusai között.
Ha figyelembe vesszük a működési módot, akkor a polaritása váltakozó elektromos mezővel rendelkezik. A gyorsítandó részecskék az eszköz közepe közelében keletkeznek. Itt az elektromos tér a részecskéket a deákba hajtja. Ezenkívül van egy mágneses mező, amely félköríves úton vezeti a részecskéket. Idővel a részecskék felgyorsulnak egyik pontról a másikra.
01. ábra: A ciklotron működési módja
Ez az eszköz azonban képes felgyorsítani a protonokat 25 millió eV-nál kisebb energiával. Ezért ez az eszköz fő korlátozása. Ennek a korlátozásnak a leküzdése érdekében változtathatjuk a váltóáramú feszültség frekvenciáját. Ezután az eszközt szinkrociklotronnak hívják.
Mi az a Betatron?
A Betatron egyfajta részecskegyorsító, amelyet főként béta részecskék vagy elektronok gyorsítására módosítottak. Ez a készülék elektromos és mágneses mezőt használ a gyorsításhoz. A részecskék felgyorsulnak egy körpályán.
02. ábra: A Betatron
A betatron szerkezetét tekintve egy evakuált csövet tartalmaz. Ez a cső kör alakú hurokká van kialakítva, és elektromágnesbe van ágyazva. Az elektromágnes tekercselése párhuzamos a kör alakú csővel. Itt a váltakozó elektromos áram változó mágneses teret hoz létre, amely időszakonként irányt vált. Az elektron gyorsulását két erő befolyásolja: a mozgás irányába ható erő és a mozgás irányára merőleges erő. Ez a két erő fontos az elektron körpályájának fenntartásában a hurokban.
Mi a különbség a Cyclotron és a Betatron között?
A Cyclotron egyfajta részecskegyorsító, amelyet töltött részecskék spirális úton történő gyorsítására használnak. A Betatron egyfajta részecskegyorsító, amelyet főként béta-részecskék vagy elektronok gyorsítására módosítottak. A legfontosabb különbség a ciklotron és a betatron között az, hogy a ciklotron spirális útvonalat használ, míg a betatron körkörös utat használ az elektronok gyorsításához.
Sőt, egy másik különbség a cyclotron és a betatron között az, hogy a ciklotron két elektródát, úgynevezett dees-t tartalmaz egymásnak elhelyezve, míg a betatron egy kiürített csövet tartalmaz, amely kör alakú hurokká van kialakítva, és ez a hurok egy elektromágnesbe van ágyazva. A működési mód mérlegelésekor a ciklotronban az elektromos tér és a mágneses tér hatására a töltött részecskék egyik dee-től a másikig gyorsulnak. A betatronban az elektronok két erő hatására gyorsulnak fel: a mozgás irányába ható erő és a mozgás irányára merőleges erő hatására.
Az alábbi infografika további összehasonlításokat mutat be a ciklotron és a betatron közötti különbséggel kapcsolatban.
Összefoglaló – Cyclotron vs Betatron
A ciklotron és a betatron kétféle részecskegyorsító. A legfontosabb különbség a ciklotron és a betatron között az, hogy a ciklotron spirális útvonalat használ, míg a betatron körkörös utat használ a töltött részecskék felgyorsítására.
