Siklotron ve betatron arasındaki temel fark, siklotronun spiral bir yol kullanması, betatron ise yüklü parçacıkları hızlandırmak için dairesel bir yol kullanmasıdır.
Siklotron ve betatron iki tür parçacık hızlandırıcıdır. Cyclotron, hızlandırıcının en eski şeklidir, betatron ise ona kıyasla moderndir. Bu sistemlerin her ikisi de hızlanma için manyetik alanlar ve elektrik alanları kullanır.
Siklotron nedir?
Siklotron, yüklü parçacıkları spiral bir yol kullanarak hızlandırmak için kullanılan bir tür parçacık hızlandırıcıdır. Bu cihaz, yüklü atomik veya atom altı parçacıklar için kullanışlıdır. Bu cihazın kurucusu Ernest Orlando Lawrence.
Bir siklotronun tasarımı düşünüldüğünde, iki adet içi boş yarım daire biçimli (spiral) elektrot içerir. Bu elektrotlar dees olarak bilinir. Ve bu iki elektrot sırt sırta monte edilir ve bir mıknatısın kutupları arasındaki boş altılmış bir odaya yerleştirilir.
Çalışma yöntemi göz önüne alındığında, polaritesi değişen bir elektrik alanına sahiptir. Hızlandırılması gereken parçacıklar, cihazın merkezine yakın bir yerde oluşur. Burada elektrik alanı parçacıkları tanrılara doğru iter. Ayrıca, parçacıkları yarı dairesel bir yolda yönlendiren bir manyetik alan vardır. Zamanla, parçacıklar bir delikten diğerine hızlanır.
Şekil 01: Bir Siklotron'un Çalışma Yöntemi
Ancak bu cihaz, 25 milyon eV'den daha az enerjiye sahip protonları hızlandırabilir. Bu nedenle, bu cihaz için önemli bir sınırlamadır. Bu sınırlamayı aşmak için, deelere basılan alternatif voltajın frekansını değiştirebiliriz. Daha sonra cihaza senkrosiklotron denir.
Betatron nedir?
Betatron, esas olarak beta parçacıklarını veya elektronları hızlandırmak için değiştirilmiş bir tür parçacık hızlandırıcıdır. Bu cihaz, hızlanma için bir elektrik alanı ve bir manyetik alan kullanır. Parçacıklar dairesel bir yörüngede hızlandırılır.
Şekil 02: Bir Betatron
Bir betatronun yapısı düşünüldüğünde, içinde boş altılmış bir tüp bulunur. Bu tüp dairesel bir döngüye dönüştürülür ve bir elektromıknatısa gömülür. Elektromıknatısın sargıları dairesel boruya paraleldir. Burada, alternatif bir elektrik akımı, yönü periyodik olarak tersine dönen değişen bir manyetik alan üretme eğilimindedir. Elektron ivmesi iki kuvvetten etkilenir: hareket yönünde etki eden kuvvet ve hareket yönüne dik açılarda etki eden kuvvet. Bu iki kuvvet, elektronun döngüdeki dairesel yolunu korumada önemlidir.
Siklotron ve Betatron Arasındaki Fark Nedir?
Siklotron, yüklü parçacıkları spiral bir yol kullanarak hızlandırmak için kullanılan bir tür parçacık hızlandırıcıdır. Betatron, esas olarak beta parçacıklarını veya elektronları hızlandırmak için modifiye edilmiş bir tür parçacık hızlandırıcıdır. Siklotron ve betatron arasındaki temel fark, siklotronun spiral bir yol kullanması, betatron ise elektronları hızlandırmak için dairesel bir yol kullanmasıdır.
Ayrıca, siklotron ve betatron arasındaki bir diğer fark, siklotronun arka arkaya monte edilmiş dees adı verilen iki elektrot içermesi, betatron'un dairesel bir döngü haline getirilmiş boş altılmış bir tüp içermesi ve bu döngünün bir elektromıknatısa gömülü olmasıdır. Çalışma yöntemi göz önüne alındığında, bir siklotronda, elektrik alan ve manyetik alanın etkisiyle yüklü parçacıklar bir deden diğerine hızlandırılır. Betatron'da elektronlar iki kuvvetin etkisiyle hızlanır: hareket yönünde hareket eden kuvvet ve hareket yönüne dik açılarda hareket eden kuvvetler.
Aşağıdaki infografik, siklotron ve betatron arasındaki farkla ilgili daha fazla karşılaştırma gösteriyor.
Özet – Cyclotron vs Betatron
Siklotron ve betatron iki tür parçacık hızlandırıcıdır. Siklotron ve betatron arasındaki temel fark, siklotronun spiral bir yol kullanması, betatron ise yüklü parçacıkları hızlandırmak için dairesel bir yol kullanmasıdır.
