Différence entre le cyclotron et le bétatron

Le différence clé Entre Cyclotron et Betatron est que Cyclotron utilise un chemin en spirale, tandis que Betatron utilise un chemin circulaire pour accélérer les particules chargées.

Cyclotron et Betatron sont deux types d'accélérateurs de particules. Le cyclotron est la première forme de l'accélérateur, tandis que Betatron est moderne par rapport à celui-ci. Ces deux systèmes utilisent des champs magnétiques et des champs électriques pour l'accélération.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que le cyclotron
3. Qu'est-ce que Betatron
4. Comparaison côte à côte - cyclotron vs bétatron sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que le cyclotron?

Le cyclotron est un type d'accélérateur de particules qui est utilisé pour accélérer les particules chargées à l'aide d'un chemin en spirale. Cet appareil est utile pour les particules atomiques ou subatomiques chargées. Le fondateur de cet appareil est Ernest Orlando Lawrence.

Lorsque vous envisagez la conception d'un cyclotron, il contient deux électrodes semi-circulaires creux (en spirale). Ces électrodes sont connues sous le nom de Dees. Et, ces deux électrodes sont montées à dos et sont placées dans une chambre évacuée entre les pôles d'un aimant.

Lorsque vous envisagez la méthode de fonctionnement, il a un champ électrique qui alterne dans sa polarité. Les particules qui doivent être accélérées se forment près du centre de l'appareil. Ici, le champ électrique propulse les particules dans le dees. Il existe également un champ magnétique qui guide les particules dans un chemin semi-circulaire. Avec le temps, les particules sont accélérées d'un dee à l'autre.

Figure 01: Méthode de fonctionnement d'un cyclotron

Cependant, cet appareil peut accélérer les protons avec des énergies inférieures à 25 millions de eV. Par conséquent, c'est une limitation majeure à cet appareil. Afin de surmonter cette limitation, nous pouvons varier la fréquence de la tension alternée impressionnée sur les Dees. Alors l'appareil est appelé synchrocyclotron.

Qu'est-ce que Betatron?

Betatron est un type d'accélérateur de particules qui est modifié principalement pour accélérer les particules ou les électrons bêta. Cet appareil utilise un champ électrique et un champ magnétique pour l'accélération. Les particules sont accélérées en orbite circulaire.

Figure 02: un bétatron

Lorsque vous envisagez la structure d'un bétatron, il contient un tube évacué. Ce tube est transformé en boucle circulaire, et il est intégré dans un électro-aimant. Les enroulements de l'électromaigrette sont parallèles au tube circulaire. Ici, un courant électrique alterné a tendance à produire un champ magnétique variable qui s'inverse périodiquement dans la direction. L'accélération d'électrons est affectée par deux forces: la force agissant dans le sens du mouvement et la force agissant à angle droit à la direction du mouvement. Ces deux forces sont importantes pour maintenir le chemin circulaire de l'électron dans la boucle.

Quelle est la différence entre le cyclotron et le bétatron?

Le cyclotron est un type d'accélérateur de particules qui est utilisé pour accélérer les particules chargées à l'aide d'un chemin en spirale. Betatron est un type d'accélérateur de particules qui est modifié principalement pour accélérer les particules ou les électrons bêta. La principale différence entre le cyclotron et le bétatron est que le cyclotron utilise un chemin en spirale, tandis que Betatron utilise un chemin circulaire pour accélérer les électrons.

De plus, une autre différence entre le cyclotron et le bétatron est que le cyclotron contient deux électrodes appelées dees montées vers l'arrière tandis que Betatron contient un tube évacué qui est transformé en boucle circulaire et cette boucle est intégrée dans un électro-aimant. Lorsque vous envisagez la méthode de fonctionnement, dans un cyclotron, les particules chargées sont accélérées de l'une dee à l'autre en raison de l'effet du champ électrique et du champ magnétique. À Betatron, les électrons sont accélérés en raison de l'action de deux forces: la force agissant dans le sens du mouvement et des forces agissant à angle droit à la direction du mouvement.

L'infographie ci-dessous montre plus de comparaisons liées à la différence entre le cyclotron et le bétatron.

Résumé - Cyclotron vs Betatron

Cyclotron et Betatron sont deux types d'accélérateurs de particules. La principale différence entre le cyclotron et le bétatron est que le cyclotron utilise un chemin en spirale, tandis que Betatron utilise un chemin circulaire pour accélérer les particules chargées.

Référence:

1. "Cyclotron.»Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 8 février. 2018, disponible ici.
2. "Cyclotron.”Hyperphysics, disponible ici.
3. "Cyclotron.»Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 mars. 2020, disponible ici.

Image gracieuseté:

1. «Diagramme de cyclotron» par un auteur inconnu - récupéré le 3 novembre 2014 de Radio-Craft, Radcraft Publications, Springfield, Massachusetts, Vol. 18, non. 9, juin 1947 P. 23 sur les archives de l'histoire de la radio américaine (domaine public) via Commons Wikimedia
2. «Melbourne University 35Mev Betatron» par Suzie Sheehy - Propre travaux (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia