Ključna razlika između ciklotrona i betatrona je u tome što ciklotron koristi spiralnu putanju, dok betatron koristi kružnu putanju za ubrzavanje nabijenih čestica.
Ciklotron i betatron dvije su vrste akceleratora čestica. Ciklotron je najraniji oblik akceleratora, dok je betatron moderniji u odnosu na njega. Oba ova sustava koriste magnetska polja i električna polja za ubrzanje.
Što je Cyclotron?
Ciklotron je vrsta akceleratora čestica koji se koristi za ubrzavanje nabijenih čestica pomoću spiralne putanje. Ovaj uređaj je koristan za nabijene atomske ili subatomske čestice. Osnivač ovog uređaja je Ernest Orlando Lawrence.
Kada se razmatra dizajn ciklotrona, on sadrži dvije šuplje polukružne (spiralne) elektrode. Ove elektrode su poznate kao dee. I ove dvije elektrode su postavljene jedna uz drugu i smještene su u vakuumsku komoru između polova magneta.
Kada se uzme u obzir način rada, ima električno polje koje ima izmjenični polaritet. Čestice koje je potrebno ubrzati formiraju se u blizini središta uređaja. Ovdje električno polje tjera čestice u dees. Također, postoji magnetsko polje koje vodi čestice u polukružnoj putanji. S vremenom se čestice ubrzavaju od jednog stupnja do drugog.
Slika 01: Metoda rada ciklotrona
Međutim, ovaj uređaj može ubrzati protone s energijama manjim od 25 milijuna eV. Stoga je to glavno ograničenje za ovaj uređaj. Kako bismo prevladali ovo ograničenje, možemo mijenjati frekvenciju izmjeničnog napona utisnutog na ploče. Tada se uređaj naziva sinkrociklotron.
Što je Betatron?
Betatron je vrsta akceleratora čestica koji je modificiran uglavnom za ubrzavanje beta čestica ili elektrona. Ovaj uređaj za ubrzanje koristi električno polje i magnetsko polje. Čestice se ubrzavaju u kružnoj orbiti.
Slika 02: Betatron
Kada se uzme u obzir struktura betatrona, on sadrži vakuumsku cijev. Ova cijev je napravljena u kružnu petlju i ugrađena je u elektromagnet. Namoti elektromagneta paralelni su s kružnom cijevi. Ovdje izmjenična električna struja nastoji proizvesti promjenjivo magnetsko polje koje povremeno mijenja smjer. Na ubrzanje elektrona utječu dvije sile: sila koja djeluje u smjeru gibanja i sila koja djeluje pod pravim kutom na smjer gibanja. Ove dvije sile su važne u održavanju kružnog puta elektrona u petlji.
Koja je razlika između ciklotrona i betatrona?
Ciklotron je vrsta akceleratora čestica koji se koristi za ubrzavanje nabijenih čestica pomoću spiralne putanje. Betatron je vrsta akceleratora čestica koji je modificiran uglavnom za ubrzavanje beta čestica ili elektrona. Ključna razlika između ciklotrona i betatrona je u tome što ciklotron koristi spiralnu putanju, dok betatron koristi kružnu putanju za ubrzavanje elektrona.
Štoviše, još jedna razlika između ciklotrona i betatrona je u tome što ciklotron sadrži dvije elektrode koje se nazivaju dees postavljene jedna uz drugu, dok betatron sadrži vakuumsku cijev koja je napravljena u kružnu petlju i ta je petlja ugrađena u elektromagnet. S obzirom na način rada, u ciklotronu se nabijene čestice ubrzavaju od jedne točke do druge pod utjecajem električnog i magnetskog polja. U betatronu se elektroni ubrzavaju djelovanjem dviju sila: sile koja djeluje u smjeru gibanja i sile koja djeluje pod pravim kutom na smjer gibanja.
U nastavku infografika prikazuje više usporedbi vezanih uz razliku između ciklotrona i betatrona.
Sažetak – Cyclotron vs Betatron
Ciklotron i betatron dvije su vrste akceleratora čestica. Ključna razlika između ciklotrona i betatrona je u tome što ciklotron koristi spiralnu putanju, dok betatron koristi kružnu putanju za ubrzavanje nabijenih čestica.
