Põhiline erinevus tsüklotroni ja betatroni vahel on see, et tsüklotron kasutab spiraalset rada, samas kui betatron kasutab laetud osakeste kiirendamiseks ringikujulist rada.
Cyclotron ja betatron on kahte tüüpi osakeste kiirendajaid. Cyclotron on kiirendi varaseim vorm, samas kui betatron on sellega võrreldes kaasaegne. Mõlemad süsteemid kasutavad kiirendamiseks magnetvälju ja elektrivälju.
Mis on Cyclotron?
Cyclotron on osakeste kiirendi tüüp, mida kasutatakse laetud osakeste kiirendamiseks spiraalset rada kasutades. See seade on kasulik laetud aatomi- või subatomaarsete osakeste jaoks. Selle seadme asutaja on Ernest Orlando Lawrence.
Kui arvestada tsüklotroni disaini, sisaldab see kahte õõnsat poolringikujulist (spiraalset) elektroodi. Neid elektroode nimetatakse deedeks. Ja need kaks elektroodi on paigaldatud üksteise taha ja asetatakse evakueeritud kambrisse magneti pooluste vahele.
Töömeetodit arvestades on sellel elektriväli, mille polaarsus on vahelduv. Osakesed, mida on vaja kiirendada, moodustuvad seadme keskosa lähedal. Siin suunab elektriväli osakesed deesse. Samuti on olemas magnetväli, mis juhib osakesi poolringikujuliselt. Aja jooksul kiirenevad osakesed ühest punktist teise.
Joonis 01: Tsüklotroni töömeetod
See seade suudab aga kiirendada prootoneid energiaga alla 25 miljoni eV. Seetõttu on see selle seadme jaoks oluline piirang. Sellest piirangust ülesaamiseks saame varieerida deesile avaldatava vahelduvpinge sagedust. Seejärel nimetatakse seadet sünkrotsüklotroniks.
Mis on Betatron?
Betatron on osakeste kiirendi tüüp, mida muudetakse peamiselt beetaosakeste või elektronide kiirendamiseks. See seade kasutab kiirendamiseks elektri- ja magnetvälja. Osakesed kiirendatakse ringikujulisel orbiidil.
Joonis 02: Betatron
Betatroni struktuuri arvestades sisaldab see evakueeritud toru. Sellest torust tehakse ringikujuline silmus ja see on manustatud elektromagneti sisse. Elektromagneti mähised on paralleelsed ringikujulise toruga. Siin kipub vahelduv elektrivool tekitama muutuva magnetvälja, mis perioodiliselt suunda pöörab. Elektroni kiirendust mõjutavad kaks jõudu: jõud, mis toimib liikumise suunas, ja jõud, mis toimib liikumissuunaga täisnurga all. Need kaks jõudu on olulised elektroni ringtee hoidmisel ahelas.
Mis vahe on Cyclotronil ja Betatronil?
Cyclotron on osakeste kiirendi tüüp, mida kasutatakse laetud osakeste kiirendamiseks spiraalset rada kasutades. Betatron on osakeste kiirendi tüüp, mida muudetakse peamiselt beetaosakeste või elektronide kiirendamiseks. Peamine erinevus tsüklotroni ja betatroni vahel on see, et tsüklotron kasutab spiraalset rada, samas kui betatron kasutab elektronide kiirendamiseks ringikujulist rada.
Lisaks on veel üks erinevus tsüklotroni ja betatroni vahel see, et tsüklotron sisaldab kahte elektroodi, mida nimetatakse deedeks, mis on paigaldatud üksteise taha, samas kui betatron sisaldab tühjendatud toru, mis on tehtud ringikujuliseks ahelaks ja see silmus on põimitud elektromagneti. Töömeetodit arvestades kiirenevad tsüklotronis laetud osakesed elektrivälja ja magnetvälja mõjul ühest deest teise. Betatronis kiirenevad elektronid kahe jõu toimel: liikumise suunas mõjuv jõud ja liikumissuunaga täisnurga all mõjuvad jõud.
Allpool infograafikat on näha rohkem võrdlusi, mis on seotud tsüklotroni ja betatroni erinevusega.
Kokkuvõte – Cyclotron vs Betatron
Cyclotron ja betatron on kahte tüüpi osakeste kiirendajaid. Peamine erinevus tsüklotroni ja betatroni vahel on see, et tsüklotron kasutab spiraalset rada, samas kui betatron kasutab laetud osakeste kiirendamiseks ringikujulist rada.
