Sự khác biệt chính giữa cyclotron và betatron là cyclotron sử dụng đường xoắn ốc, trong khi betatron sử dụng đường tròn để gia tốc các hạt mang điện.
Cyclotron và betatron là hai loại máy gia tốc hạt. Cyclotron là dạng máy gia tốc sớm nhất, trong khi betatron hiện đại hơn so với nó. Cả hai hệ thống này đều sử dụng từ trường và điện trường để tăng tốc.
Cyclotron là gì?
Cyclotron là một loại máy gia tốc hạt được sử dụng để tăng tốc các hạt mang điện bằng đường xoắn ốc. Thiết bị này rất hữu ích cho các hạt nguyên tử hoặc hạ nguyên tử tích điện. Người sáng lập ra thiết bị này là Ernest Orlando Lawrence.
Khi xem xét thiết kế của một cyclotron, nó có chứa hai điện cực rỗng hình bán nguyệt (xoắn ốc). Những điện cực này được gọi là dees. Và, hai điện cực này được gắn ngược lại và được đặt trong một buồng hút chân không giữa các cực của nam châm.
Khi xét phương thức hoạt động, nó có điện trường xoay chiều theo cực của nó. Các hạt cần được gia tốc được hình thành ở gần tâm của thiết bị. Ở đây, điện trường đẩy các hạt vào các dees. Ngoài ra, có một từ trường hướng dẫn các hạt theo đường bán nguyệt. Cùng với thời gian, các hạt được tăng tốc từ dee này sang dee khác.
Hình 01: Phương thức hoạt động của Cyclotron
Tuy nhiên, thiết bị này có thể tăng tốc các proton với năng lượng nhỏ hơn 25 triệu eV. Do đó, nó là một hạn chế lớn của thiết bị này. Để khắc phục hạn chế này, chúng ta có thể thay đổi tần số của điện áp xoay chiều ấn tượng trên các dees. Sau đó, thiết bị được gọi là đồng bộ hóa.
Betatron là gì?
Betatron là một loại máy gia tốc hạt được biến đổi chủ yếu để tăng tốc các hạt beta hoặc electron. Thiết bị này sử dụng điện trường và từ trường để gia tốc. Các hạt được gia tốc theo quỹ đạo tròn.
Hình 02: Một Betatron
Khi xem xét cấu trúc của một betatron, nó có chứa một ống hút chân không. Ống này được tạo thành một vòng tròn, và nó được nhúng vào một nam châm điện. Các cuộn dây của nam châm điện mắc song song với ống tròn. Ở đây, một dòng điện xoay chiều có xu hướng tạo ra một từ trường thay đổi theo hướng tuần hoàn. Gia tốc êlectron chịu tác dụng của hai lực: lực tác dụng theo phương chuyển động và lực tác dụng vuông góc với phương chuyển động. Hai lực này rất quan trọng trong việc duy trì đường tròn của electron trong vòng lặp.
Sự khác biệt giữa Cyclotron và Betatron là gì?
Cyclotron là một loại máy gia tốc hạt được sử dụng để tăng tốc các hạt mang điện bằng đường xoắn ốc. Betatron là một loại máy gia tốc hạt được biến đổi chủ yếu để tăng tốc các hạt beta hoặc electron. Sự khác biệt chính giữa cyclotron và betatron là cyclotron sử dụng đường xoắn ốc, trong khi betatron sử dụng đường tròn để gia tốc các electron.
Hơn nữa, một sự khác biệt khác giữa cyclotron và betatron là cyclotron chứa hai điện cực gọi là dees gắn ngược nhau trong khi betatron chứa một ống hút chân không được tạo thành một vòng tròn và vòng lặp này được nhúng trong một nam châm điện. Khi xét phương thức hoạt động, trong xyclotron, các hạt mang điện được gia tốc từ dee này sang dee khác do tác dụng của điện trường và từ trường. Trong betatron, các electron được gia tốc do tác dụng của hai lực: lực tác dụng theo hướng chuyển động và lực tác dụng vuông góc với phương chuyển động.
Đồ họa thông tin dưới đây hiển thị nhiều so sánh hơn liên quan đến sự khác biệt giữa cyclotron và betatron.
Tóm tắt - Cyclotron vs Betatron
Cyclotron và betatron là hai loại máy gia tốc hạt. Sự khác biệt chính giữa cyclotron và betatron là cyclotron sử dụng đường xoắn ốc, trong khi betatron sử dụng đường tròn để gia tốc các hạt mang điện.
