Ključna razlika između ciklotrona i betatrona je u tome što ciklotron koristi spiralnu putanju, dok betatron koristi kružnu putanju za ubrzavanje nabijenih čestica.
Cyclotron i betatron su dvije vrste akceleratora čestica. Ciklotron je najraniji oblik akceleratora, dok je betatron moderan u odnosu na njega. Oba ova sistema koriste magnetna i električna polja za ubrzanje.
Šta je Cyclotron?
Cyclotron 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 dees. I, ove dvije elektrode su postavljene jedna uz drugu i smještene u evakuiranoj komori između polova magneta.
Kada se uzme u obzir način rada, ima električno polje koje se mijenja u svom polaritetu. Čestice koje treba ubrzati formiraju se blizu centra uređaja. Ovdje električno polje tjera čestice u dees. Takođe, postoji magnetno polje koje vodi čestice po polukružnoj putanji. Vremenom se čestice ubrzavaju od jednog do drugog.
Slika 01: Metoda rada ciklotrona
Međutim, ovaj uređaj može ubrzati protone sa energijama manjom od 25 miliona eV. Stoga je to glavno ograničenje za ovaj uređaj. Da bismo prevazišli ovo ograničenje, možemo varirati frekvenciju naizmjeničnog napona utisnutog na dees. Tada se uređaj naziva sinhrociklotron.
Šta je Betatron?
Betatron je tip akceleratora čestica koji je modificiran uglavnom da ubrza beta čestice ili elektrone. Ovaj uređaj koristi električno i magnetsko polje za ubrzanje. Čestice se ubrzavaju u kružnoj orbiti.
Slika 02: A Betatron
Kada se razmatra struktura betatrona, on sadrži evakuisanu cijev. Ova cijev je napravljena u kružnu petlju i ugrađena je u elektromagnet. Namotaji elektromagneta su paralelni sa kružnom cijevi. Ovdje naizmjenična električna struja ima tendenciju da proizvede promjenjivo magnetsko polje koje se periodično mijenja u smjeru. Na ubrzanje elektrona utječu dvije sile: sila koja djeluje u smjeru kretanja i sila koja djeluje pod pravim kutom u odnosu na smjer kretanja. Ove dvije sile su važne za održavanje kružnog puta elektrona u petlji.
Koja je razlika između Cyclotron i Betatron?
Cyclotron je vrsta akceleratora čestica koji se koristi za ubrzavanje nabijenih čestica pomoću spiralne putanje. Betatron je vrsta akceleratora čestica koji je modificiran uglavnom da ubrza beta čestice ili elektrone. Ključna razlika između ciklotrona i betatrona je u tome što ciklotron koristi spiralnu putanju, dok betatron koristi kružnu putanju za ubrzavanje elektrona.
Štaviše, još jedna razlika između ciklotrona i betatrona je ta što ciklotron sadrži dvije elektrode zvane dees montirane jedna uz drugu dok betatron sadrži evakuiranu cijev koja je napravljena u kružnu petlju i ova petlja je ugrađena u elektromagnet. Kada se uzme u obzir način rada, u ciklotronu se nabijene čestice ubrzavaju iz jednog dijela u drugi zbog djelovanja električnog i magnetnog polja. U betatronu, elektroni se ubrzavaju zbog djelovanja dvije sile: sile koja djeluje u smjeru kretanja i sila koje djeluju pod pravim uglom u odnosu na smjer kretanja.
U nastavku infografike prikazano je više poređenja vezanih za razliku između ciklotrona i betatrona.
Sažetak – Cyclotron vs Betatron
Cyclotron i betatron su dvije 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.
