Nøgleforskellen mellem cyclotron og betatron er, at cyclotron bruger en spiralbane, hvorimod betatron bruger en cirkulær bane til at accelerere ladede partikler.
Cyclotron og betatron er to typer partikelacceleratorer. Cyclotron er den tidligste form for acceleratoren, mens betatron er moderne sammenlignet med den. Begge disse systemer bruger magnetiske felter og elektriske felter til accelerationen.
Hvad er Cyclotron?
Cyclotron er en type partikelaccelerator, som bruges til at accelerere ladede partikler ved hjælp af en spiralbane. Denne enhed er nyttig til ladede atomare eller subatomare partikler. Grundlæggeren af denne enhed er Ernest Orlando Lawrence.
Når man overvejer designet af en cyklotron, indeholder den to hule halvcirkelformede (spiralformede) elektroder. Disse elektroder er kendt som dees. Og disse to elektroder er monteret ryg mod ryg og placeres i et evakueret kammer mellem polerne på en magnet.
Når man overvejer driftsmetoden, har den et elektrisk felt, som veksler i sin polaritet. De partikler, der skal accelereres, dannes nær midten af enheden. Her driver det elektriske felt partiklerne ind i deerne. Der er også et magnetfelt, der leder partiklerne i en halvcirkelformet bane. Med tiden accelereres partiklerne fra den ene dee til den anden.
Figur 01: Driftsmetode for en cyklotron
Denne enhed kan dog accelerere protoner med energier mindre end 25 millioner eV. Derfor er det en væsentlig begrænsning for denne enhed. For at overvinde denne begrænsning kan vi variere frekvensen af vekselspændingen, der er indtrykt på dees. Så kaldes enheden en synkrocyklotron.
Hvad er Betatron?
Betatron er en type partikelaccelerator, der hovedsageligt er modificeret til at accelerere beta-partikler eller elektroner. Denne enhed bruger et elektrisk felt og et magnetisk felt til accelerationen. Partiklerne accelereres i en cirkulær bane.
Figur 02: En Betatron
Når man overvejer strukturen af en betatron, indeholder den et evakueret rør. Dette rør er lavet til en cirkulær løkke, og det er indlejret i en elektromagnet. Elektromagnetens viklinger er parallelle med det cirkulære rør. Her har en elektrisk vekselstrøm tendens til at producere et varierende magnetfelt, der periodisk vender i retning. Elektronaccelerationen påvirkes af to kræfter: kraft, der virker i bevægelsesretningen, og kraft, der virker i rette vinkler på bevægelsesretningen. Disse to kræfter er vigtige for at opretholde elektronens cirkulære bane i løkken.
Hvad er forskellen mellem Cyclotron og Betatron?
Cyclotron er en type partikelaccelerator, som bruges til at accelerere ladede partikler ved hjælp af en spiralbane. Betatron er en type partikelaccelerator, der hovedsageligt modificeres for at accelerere beta-partikler eller elektroner. Den vigtigste forskel mellem cyklotron og betatron er, at cyklotron bruger en spiralbane, hvorimod betatron bruger en cirkulær bane til at accelerere elektroner.
En anden forskel mellem cyklotron og betatron er desuden, at cyklotron indeholder to elektroder kaldet dees monteret ryg mod ryg, mens betatron indeholder et evakueret rør, som er lavet til en cirkulær løkke, og denne løkke er indlejret i en elektromagnet. Når man overvejer driftsmetoden, accelereres ladede partikler i en cyklotron fra den ene dee til den anden på grund af virkningen af elektrisk felt og magnetfelt. I betatron accelereres elektronerne på grund af virkningen af to kræfter: kraft, der virker i bevægelsesretningen og kræfter, der virker i rette vinkler på bevægelsesretningen.
Infografikken nedenfor viser flere sammenligninger relateret til forskellen mellem cyclotron og betatron.
Opsummering – Cyclotron vs Betatron
Cyclotron og betatron er to typer partikelacceleratorer. Den vigtigste forskel mellem cyklotron og betatron er, at cyklotron bruger en spiralbane, hvorimod betatron bruger en cirkulær bane til at accelerere ladede partikler.
