تفاوت اصلی بین سیکلوترون و بتاترون این است که سیکلوترون از یک مسیر مارپیچی استفاده می کند، در حالی که بتاترون از یک مسیر دایره ای برای شتاب دادن ذرات باردار استفاده می کند.
سیکلوترون و بتاترون دو نوع شتاب دهنده ذرات هستند. سیکلوترون اولیه ترین شکل شتاب دهنده است، در حالی که بتاترون در مقایسه با آن مدرن است. هر دوی این سیستم ها از میدان های مغناطیسی و میدان های الکتریکی برای شتاب استفاده می کنند.
سیکلوترون چیست؟
سیکلوترون نوعی شتاب دهنده ذرات است که برای شتاب بخشیدن به ذرات باردار با استفاده از یک مسیر مارپیچی استفاده می شود. این دستگاه برای ذرات باردار اتمی یا زیر اتمی مفید است. بنیانگذار این دستگاه ارنست اورلاندو لارنس است.
هنگامی که طراحی یک سیکلوترون را در نظر می گیریم، حاوی دو الکترود نیم دایره ای توخالی (مارپیچ) است. این الکترودها به دیس معروف هستند. و این دو الکترود پشت به پشت سوار می شوند و در یک محفظه تخلیه بین قطب های آهنربا قرار می گیرند.
هنگامی که روش کار را در نظر می گیریم، میدان الکتریکی دارد که در قطبیت خود متناوب است. ذراتی که نیاز به شتاب دارند در نزدیکی مرکز دستگاه تشکیل می شوند. در اینجا، میدان الکتریکی ذرات را به درون دیس ها می راند. همچنین یک میدان مغناطیسی وجود دارد که ذرات را در یک مسیر نیم دایره ای هدایت می کند. با گذشت زمان، ذرات از یک دین به دیگری شتاب می‌گیرند.
شکل 01: روش عملکرد سیکلوترون
با این حال، این دستگاه می تواند پروتون هایی با انرژی کمتر از ۲۵ میلیون eV را شتاب دهد.بنابراین، این یک محدودیت عمده برای این دستگاه است. به منظور غلبه بر این محدودیت، می‌توان فرکانس ولتاژ متناوب تحت تأثیر قرار گرفته بر روی دی‌ها را تغییر داد. سپس دستگاه سینکروسیکلوترون نامیده می شود.
بتاترون چیست؟
بتاترون نوعی شتاب دهنده ذرات است که عمدتاً برای شتاب بخشیدن به ذرات بتا یا الکترون ها اصلاح می شود. این دستگاه از میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی برای شتاب استفاده می کند. ذرات در یک مدار دایره‌ای شتاب می‌گیرند.
شکل 02: یک بتاترون
هنگامی که ساختار بتاترون را در نظر می گیریم، حاوی یک لوله تخلیه شده است. این لوله به صورت یک حلقه دایره ای ساخته شده و در یک آهنربای الکتریکی تعبیه شده است. سیم پیچ های آهنربای الکتریکی موازی با لوله دایره ای هستند. در اینجا، یک جریان الکتریکی متناوب تمایل به تولید یک میدان مغناطیسی متغیر دارد که به طور دوره ای در جهت معکوس می شود.شتاب الکترون تحت تأثیر دو نیرو قرار می گیرد: نیرویی که در جهت حرکت عمل می کند و نیرویی که در زوایای قائم نسبت به جهت حرکت عمل می کند. این دو نیرو در حفظ مسیر دایره ای الکترون در حلقه مهم هستند.
تفاوت بین سیکلوترون و بتاترون چیست؟
سیکلوترون نوعی شتاب دهنده ذرات است که برای شتاب بخشیدن به ذرات باردار با استفاده از یک مسیر مارپیچی استفاده می شود. بتاترون نوعی شتاب دهنده ذرات است که عمدتاً برای شتاب بخشیدن به ذرات بتا یا الکترون ها اصلاح می شود. تفاوت اصلی بین سیکلوترون و بتاترون این است که سیکلوترون از یک مسیر مارپیچی استفاده می کند، در حالی که بتاترون از یک مسیر دایره ای برای شتاب دادن به الکترون ها استفاده می کند.
علاوه بر این، تفاوت دیگر بین سیکلوترون و بتاترون این است که سیکلوترون حاوی دو الکترود به نام dees است که پشت هم نصب شده اند در حالی که بتاترون حاوی یک لوله تخلیه شده است که به صورت یک حلقه دایره ای ساخته می شود و این حلقه در یک آهنربای الکتریکی تعبیه شده است.هنگام در نظر گرفتن روش عملکرد، در یک سیکلوترون، ذرات باردار به دلیل تأثیر میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی از یک دی به دیگری شتاب می گیرند. در بتاترون، الکترون ها به دلیل عمل دو نیرو شتاب می گیرند: نیرویی که در جهت حرکت عمل می کند و نیروهایی که در زوایای قائم نسبت به جهت حرکت عمل می کنند.
اینفوگرافیک زیر مقایسه های بیشتری را در رابطه با تفاوت بین سیکلوترون و بتاترون نشان می دهد.
خلاصه - Cyclotron vs Betatron
سیکلوترون و بتاترون دو نوع شتاب دهنده ذرات هستند. تفاوت اصلی بین سیکلوترون و بتاترون این است که سیکلوترون از یک مسیر مارپیچی استفاده می کند، در حالی که بتاترون از یک مسیر دایره ای برای شتاب دادن به ذرات باردار استفاده می کند.
