La differenza fondamentale tra ciclotrone e betatrone è che il ciclotrone usa un percorso a spirale, mentre il betatrone usa un percorso circolare per accelerare le particelle cariche.
Il ciclotrone e il betatrone sono due tipi di acceleratori di particelle. Il ciclotrone è la prima forma di acceleratore, mentre il betatrone è moderno rispetto ad esso. Entrambi questi sistemi utilizzano campi magnetici e campi elettrici per l'accelerazione.
Cos'è il ciclotrone?
Il ciclotrone è un tipo di acceleratore di particelle che viene utilizzato per accelerare le particelle cariche utilizzando un percorso a spirale. Questo dispositivo è utile per particelle atomiche o subatomiche cariche. Il fondatore di questo dispositivo è Ernest Orlando Lawrence.
Quando si considera il design di un ciclotrone, contiene due elettrodi cavi semicircolari (a spirale). Questi elettrodi sono conosciuti come dees. E questi due elettrodi sono montati schiena contro schiena e sono posti in una camera evacuata tra i poli di un magnete.
Se si considera il metodo di funzionamento, ha un campo elettrico che è alternato nella sua polarità. Le particelle che devono essere accelerate si formano vicino al centro del dispositivo. Qui, il campo elettrico spinge le particelle nei dees. Inoltre, c'è un campo magnetico che guida le particelle in un percorso semicircolare. Con il tempo, le particelle vengono accelerate da un dee all' altro.
Figura 01: Metodo di funzionamento di un ciclotrone
Tuttavia, questo dispositivo può accelerare i protoni con energie inferiori a 25 milioni di eV. Pertanto, è una limitazione importante per questo dispositivo. Per ovviare a questa limitazione, possiamo variare la frequenza della tensione alternata impressa sui dees. Quindi il dispositivo viene chiamato sincrociclotrone.
Cos'è Betatron?
Betatron è un tipo di acceleratore di particelle modificato principalmente per accelerare particelle beta o elettroni. Questo dispositivo utilizza un campo elettrico e un campo magnetico per l'accelerazione. Le particelle vengono accelerate in un'orbita circolare.
Figura 02: Un Betatron
Se si considera la struttura di un betatron, contiene un tubo evacuato. Questo tubo è realizzato in un anello circolare ed è incorporato in un elettromagnete. Gli avvolgimenti dell'elettromagnete sono paralleli al tubo circolare. Qui, una corrente elettrica alternata tende a produrre un campo magnetico variabile che periodicamente inverte la direzione. L'accelerazione dell'elettrone è influenzata da due forze: la forza che agisce nella direzione del moto e la forza che agisce perpendicolarmente alla direzione del moto. Queste due forze sono importanti per mantenere il percorso circolare dell'elettrone nel circuito.
Qual è la differenza tra ciclotrone e betatron?
Il ciclotrone è un tipo di acceleratore di particelle che viene utilizzato per accelerare le particelle cariche utilizzando un percorso a spirale. Betatron è un tipo di acceleratore di particelle che viene modificato principalmente per accelerare particelle beta o elettroni. Il differenza fondamentale tra ciclotrone e betatrone è quello il ciclotrone utilizza un percorso a spirale, mentre il betatrone utilizza un percorso circolare per accelerare gli elettroni.
Inoltre, un' altra differenza tra ciclotrone e betatrone è che il ciclotrone contiene due elettrodi chiamati dee montati schiena contro schiena mentre il betatron contiene un tubo evacuato che viene trasformato in un anello circolare e questo anello è incorporato in un elettromagnete. Quando si considera il metodo di funzionamento, in un ciclotrone, le particelle cariche vengono accelerate da un punto all' altro a causa dell'effetto del campo elettrico e del campo magnetico. Nel betatron, gli elettroni sono accelerati dall'azione di due forze: la forza che agisce nella direzione del movimento e le forze che agiscono perpendicolarmente alla direzione del movimento.
Qui sotto l'infografica mostra più confronti relativi alla differenza tra ciclotrone e betatrone.
Riepilogo – Ciclotrone vs Betatron
Il ciclotrone e il betatrone sono due tipi di acceleratori di particelle. Il differenza fondamentale tra ciclotrone e betatrone è quello il ciclotrone utilizza un percorso a spirale, mentre il betatrone utilizza un percorso circolare per accelerare le particelle cariche.
