Kľúčový rozdiel medzi cyklotrónom a betatrónom je v tom, že cyklotrón používa špirálovú dráhu, zatiaľ čo betatrón používa kruhovú dráhu na urýchľovanie nabitých častíc.
Cyklotrón a betatrón sú dva typy urýchľovačov častíc. Cyklotrón je najskoršou formou urýchľovača, zatiaľ čo betatrón je v porovnaní s ním moderný. Oba tieto systémy využívajú na zrýchlenie magnetické polia a elektrické polia.
Čo je cyklotrón?
Cyklotrón je typ urýchľovača častíc, ktorý sa používa na zrýchlenie nabitých častíc pomocou špirálovej dráhy. Toto zariadenie je užitočné pre nabité atómové alebo subatomárne častice. Zakladateľom tohto zariadenia je Ernest Orlando Lawrence.
Pri zvažovaní konštrukcie cyklotrónu obsahuje dve duté polkruhové (špirálové) elektródy. Tieto elektródy sú známe ako skutky. A tieto dve elektródy sú namontované chrbtom k sebe a sú umiestnené vo vyprázdnenej komore medzi pólmi magnetu.
Keď vezmeme do úvahy spôsob prevádzky, má elektrické pole, ktorého polarita sa strieda. Častice, ktoré je potrebné urýchliť, sa tvoria blízko stredu zariadenia. Tu elektrické pole poháňa častice do hlbín. Tiež existuje magnetické pole, ktoré vedie častice po polkruhovej dráhe. Časom sa častice zrýchľujú z jednej hlbiny na druhú.
Obrázok 01: Spôsob činnosti cyklotrónu
Toto zariadenie však dokáže urýchliť protóny s energiami menšími ako 25 miliónov eV. Preto ide o veľké obmedzenie tohto zariadenia. Aby sme prekonali toto obmedzenie, môžeme meniť frekvenciu striedavého napätia pôsobiaceho na činy. Potom sa zariadenie nazýva synchrocyklotrón.
Čo je Betatron?
Betatron je typ urýchľovača častíc, ktorý je upravený hlavne na urýchľovanie beta častíc alebo elektrónov. Toto zariadenie využíva na zrýchlenie elektrické pole a magnetické pole. Častice sú urýchľované na kruhovej dráhe.
Obrázok 02: A Betatron
Keď uvažujeme o štruktúre betatrónu, obsahuje vákuovú trubicu. Táto trubica je vyrobená do kruhovej slučky a je vložená do elektromagnetu. Vinutia elektromagnetu sú rovnobežné s kruhovou trubicou. Striedavý elektrický prúd tu má tendenciu vytvárať meniace sa magnetické pole, ktoré sa periodicky mení v smere. Na zrýchlenie elektrónu pôsobia dve sily: sila pôsobiaca v smere pohybu a sila pôsobiaca v pravom uhle k smeru pohybu. Tieto dve sily sú dôležité pri udržiavaní kruhovej dráhy elektrónu v slučke.
Aký je rozdiel medzi cyklotrónom a betatronom?
Cyklotrón je typ urýchľovača častíc, ktorý sa používa na zrýchlenie nabitých častíc pomocou špirálovej dráhy. Betatron je typ urýchľovača častíc, ktorý je upravený hlavne na urýchľovanie beta častíc alebo elektrónov. Kľúčový rozdiel medzi cyklotrónom a betatrónom je v tom, že cyklotrón používa špirálovú dráhu, zatiaľ čo betatrón používa kruhovú dráhu na urýchľovanie elektrónov.
Ďalší rozdiel medzi cyklotrónom a betatrónom je v tom, že cyklotrón obsahuje dve elektródy nazývané dees namontované chrbtom k sebe, zatiaľ čo betatrón obsahuje vákuovú trubicu, z ktorej je kruhová slučka a táto slučka je vložená do elektromagnetu. Pri uvažovaní o spôsobe fungovania sa v cyklotróne nabité častice urýchľujú z jednej dee na druhú vplyvom elektrického poľa a magnetického poľa. V betatróne sa elektróny urýchľujú pôsobením dvoch síl: sily pôsobiacej v smere pohybu a síl pôsobiacich v pravom uhle k smeru pohybu.
Infografika nižšie zobrazuje ďalšie porovnania súvisiace s rozdielom medzi cyklotrónom a betatronom.
Zhrnutie – Cyclotron vs Betatron
Cyklotrón a betatrón sú dva typy urýchľovačov častíc. Kľúčový rozdiel medzi cyklotrónom a betatrónom je v tom, že cyklotrón používa špirálovú dráhu, zatiaľ čo betatrón používa kruhovú dráhu na urýchľovanie nabitých častíc.
