Klíčový rozdíl mezi cyklotronem a betatronem je ten, že cyklotron používá spirální dráhu, zatímco betatron používá kruhovou dráhu pro urychlování nabitých částic.
Cyklotron a betatron jsou dva typy urychlovačů částic. Cyklotron je nejranější formou urychlovače, zatímco betatron je ve srovnání s ním moderní. Oba tyto systémy využívají ke zrychlení magnetická pole a elektrická pole.
Co je cyklotron?
Cyklotron je typ urychlovače částic, který se používá k urychlování nabitých částic pomocí spirální dráhy. Toto zařízení je užitečné pro nabité atomové nebo subatomární částice. Zakladatelem tohoto zařízení je Ernest Orlando Lawrence.
Pokud uvažujeme o konstrukci cyklotronu, obsahuje dvě duté polokruhové (spirální) elektrody. Tyto elektrody jsou známé jako dees. A tyto dvě elektrody jsou namontovány zády k sobě a jsou umístěny v evakuované komoře mezi póly magnetu.
Pokud uvažujeme o způsobu ovládání, má elektrické pole, které se střídá ve své polaritě. Částice, které je třeba urychlit, se tvoří poblíž středu zařízení. Zde elektrické pole pohání částice do hlubin. Existuje také magnetické pole, které vede částice po půlkruhové dráze. Časem se částice urychlují z jedné hlubiny do druhé.
Obrázek 01: Způsob fungování cyklotronu
Toto zařízení však může urychlit protony s energiemi menšími než 25 milionů eV. Jedná se tedy o velké omezení tohoto zařízení. Abychom toto omezení překonali, můžeme měnit frekvenci střídavého napětí působícího na činy. Potom se zařízení nazývá synchrocyklotron.
Co je Betatron?
Betatron je typ urychlovače částic, který je upraven hlavně pro urychlování beta částic nebo elektronů. Toto zařízení využívá ke zrychlení elektrické pole a magnetické pole. Částice jsou urychlovány na kruhové dráze.
Obrázek 02: A Betatron
Pokud vezmeme v úvahu strukturu betatronu, obsahuje vakuovou trubici. Tato trubice je vyrobena do kruhové smyčky a je uložena v elektromagnetu. Vinutí elektromagnetu je rovnoběžné s kruhovou trubicí. Zde má střídavý elektrický proud tendenci vytvářet proměnlivé magnetické pole, které se periodicky mění ve směru. Na zrychlení elektronu mají vliv dvě síly: síla působící ve směru pohybu a síla působící v pravém úhlu ke směru pohybu. Tyto dvě síly jsou důležité pro udržení kruhové dráhy elektronu ve smyčce.
Jaký je rozdíl mezi Cyclotronem a Betatronem?
Cyklotron je typ urychlovače částic, který se používá k urychlování nabitých částic pomocí spirální dráhy. Betatron je typ urychlovače částic, který je upraven hlavně pro urychlování beta částic nebo elektronů. Klíčový rozdíl mezi cyklotronem a betatronem je ten, že cyklotron používá spirálovou dráhu, zatímco betatron používá kruhovou dráhu pro urychlování elektronů.
Další rozdíl mezi cyklotronem a betatronem je v tom, že cyklotron obsahuje dvě elektrody zvané dees namontované zády k sobě, zatímco betatron obsahuje vakuovou trubici, která je vytvořena do kruhové smyčky a tato smyčka je zapuštěna do elektromagnetu. Při zvažování způsobu fungování jsou v cyklotronu nabité částice urychlovány z jedné dee na druhou vlivem elektrického pole a magnetického pole. V betatronu jsou elektrony urychlovány působením dvou sil: síly působící ve směru pohybu a sil působících v pravém úhlu ke směru pohybu.
Níže uvedená infografika ukazuje další srovnání související s rozdílem mezi cyklotronem a betatronem.
Shrnutí – Cyclotron vs Betatron
Cyklotron a betatron jsou dva typy urychlovačů částic. Klíčový rozdíl mezi cyklotronem a betatronem je v tom, že cyklotron používá spirálovou dráhu, zatímco betatron používá kruhovou dráhu pro urychlování nabitých částic.
