Pagrindinis skirtumas tarp ciklotrono ir betatrono yra tas, kad ciklotronas naudoja spiralinį kelią, o betatronas naudoja apskritimą, kad pagreitintų įkrautas daleles.
Cyclotron ir betatron yra dviejų tipų dalelių greitintuvai. Cyclotron yra ankstyviausia greitintuvo forma, o betatronas yra modernus, palyginti su juo. Abi šios sistemos naudoja magnetinius ir elektrinius laukus pagreitinimui.
Kas yra Cyclotron?
Cyclotron yra dalelių greitintuvo tipas, naudojamas įkrautoms dalelėms pagreitinti spiraliniu keliu. Šis prietaisas yra naudingas įkrautoms atominėms ar subatominėms dalelėms. Šio įrenginio įkūrėjas yra Ernestas Orlando Lawrence'as.
Svarstant ciklotrono konstrukciją, jame yra du tuščiaviduriai pusapvaliai (spiraliniai) elektrodai. Šie elektrodai yra žinomi kaip dees. Be to, šie du elektrodai yra pritvirtinti vienas prie kito ir įdedami į tuščią kamerą tarp magneto polių.
Atsižvelgiant į veikimo būdą, jis turi elektrinį lauką, kurio poliškumas kinta. Dalelės, kurias reikia pagreitinti, susidaro netoli įrenginio centro. Čia elektrinis laukas varo daleles į dees. Taip pat yra magnetinis laukas, kuris nukreipia daleles puslankiu. Laikui bėgant dalelės greitėja nuo vieno taško iki kito.
01 pav.: Ciklotrono veikimo metodas
Tačiau šis įrenginys gali pagreitinti protonus, kurių energija mažesnė nei 25 mln. eV. Todėl tai yra pagrindinis šio įrenginio apribojimas. Norėdami įveikti šį apribojimą, galime keisti kintamos įtampos dažnį, įspūdį ant dees. Tada įrenginys vadinamas sinchrociklotronu.
Kas yra Betatron?
Betatron yra dalelių greitintuvo tipas, modifikuotas daugiausia siekiant pagreitinti beta daleles arba elektronus. Šis prietaisas pagreitinimui naudoja elektrinį ir magnetinį lauką. Dalelės pagreitinamos apskrita orbita.
02 pav.: Betatron
Atsižvelgiant į betatrono struktūrą, jame yra ištuštintas vamzdelis. Šis vamzdis pagamintas į apskritą kilpą ir yra įdėtas į elektromagnetą. Elektromagneto apvijos yra lygiagrečios apskritam vamzdžiui. Čia kintamoji elektros srovė linkusi sukurti kintantį magnetinį lauką, kuris periodiškai keičia kryptį. Elektronų pagreitį veikia dvi jėgos: jėga, veikianti judėjimo kryptimi, ir jėga, veikianti stačiu kampu judėjimo krypčiai. Šios dvi jėgos yra svarbios palaikant apskritimo elektrono kelią kilpoje.
Kuo skiriasi Cyclotron ir Betatron?
Cyclotron yra dalelių greitintuvo tipas, naudojamas įkrautoms dalelėms pagreitinti spiraliniu keliu. Betatron yra dalelių greitintuvo tipas, kuris yra modifikuotas daugiausia siekiant pagreitinti beta daleles arba elektronus. Pagrindinis skirtumas tarp ciklotrono ir betatrono yra tas, kad ciklotronas naudoja spiralinį kelią, o betatronas elektronams pagreitinti naudoja žiedinį kelią.
Be to, dar vienas skirtumas tarp ciklotrono ir betatrono yra tas, kad ciklotroną sudaro du elektrodai, vadinami dees, sumontuoti nugarėlėmis, o betatron turi vakuuminį vamzdelį, kuris paverčiamas apskrita kilpa, o ši kilpa yra įdėta į elektromagnetą. Svarstant veikimo būdą, ciklotrone dėl elektrinio lauko ir magnetinio lauko poveikio įkrautos dalelės greitinamos nuo vieno taško iki kito. Betatrone elektronai pagreitėja dėl dviejų jėgų veikimo: jėgos, veikiančios judėjimo kryptimi, ir jėgų, veikiančių stačiu kampu judėjimo krypčiai.
Toliau infografika rodo daugiau palyginimų, susijusių su ciklotrono ir betatrono skirtumu.
Santrauka – Cyclotron vs Betatron
Cyclotron ir betatron yra dviejų tipų dalelių greitintuvai. Pagrindinis skirtumas tarp ciklotrono ir betatrono yra tas, kad ciklotronas naudoja spiralinį kelią, o betatronas naudoja žiedinį kelią įkrautoms dalelėms pagreitinti.
