ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไซโคลตรอนและเบตาตรอนคือไซโคลตรอนใช้เส้นทางเกลียว ในขณะที่เบตาตรอนใช้เส้นทางวงกลมเพื่อเร่งอนุภาคที่มีประจุ
ไซโคลตรอนและเบตาตรอนเป็นเครื่องเร่งอนุภาคสองประเภท ไซโคลตรอนเป็นเครื่องเร่งความเร็วรูปแบบแรกสุด ในขณะที่เบตาตรอนมีความทันสมัยเมื่อเปรียบเทียบกับคันเร่ง ทั้งสองระบบนี้ใช้สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าในการเร่งความเร็ว
ไซโคลตรอนคืออะไร
Cyclotron เป็นเครื่องเร่งอนุภาคชนิดหนึ่งที่ใช้ในการเร่งอนุภาคที่มีประจุโดยใช้เส้นทางเกลียว อุปกรณ์นี้มีประโยชน์สำหรับอนุภาคอะตอมหรืออนุภาคย่อยที่มีประจุ ผู้ก่อตั้งอุปกรณ์นี้คือ Ernest Orlando Lawrence
เมื่อพิจารณาถึงการออกแบบของไซโคลตรอน จะมีอิเล็กโทรดรูปครึ่งวงกลม (เกลียว) กลวงสองตัว อิเล็กโทรดเหล่านี้เรียกว่าดีส และอิเล็กโทรดทั้งสองนี้จะติดตั้งแบบหันหลังชนกันและวางไว้ในห้องอพยพระหว่างขั้วแม่เหล็ก
เมื่อพิจารณาวิธีการใช้งานจะมีสนามไฟฟ้าสลับขั้ว อนุภาคที่ต้องการเร่งจะก่อตัวขึ้นใกล้กับศูนย์กลางของอุปกรณ์ ที่นี่สนามไฟฟ้าขับเคลื่อนอนุภาคเข้าไปในตัวดี นอกจากนี้ยังมีสนามแม่เหล็กที่นำอนุภาคในเส้นทางครึ่งวงกลม เมื่อเวลาผ่านไป อนุภาคจะถูกเร่งจากดีหนึ่งไปอีกดีหนึ่ง
รูปที่ 01: วิธีการทำงานของไซโคลตรอน
อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์นี้สามารถเร่งโปรตอนด้วยพลังงานน้อยกว่า 25 ล้าน eVดังนั้นจึงเป็นข้อจำกัดที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์นี้ เพื่อที่จะเอาชนะข้อจำกัดนี้ เราสามารถเปลี่ยนแปลงความถี่ของแรงดันไฟสลับที่ประทับใจบนตัวดี จากนั้นอุปกรณ์จะเรียกว่าซินโครไซโคลตรอน
Betatron คืออะไร
Betatron เป็นตัวเร่งอนุภาคประเภทหนึ่งที่ได้รับการดัดแปลงเพื่อเร่งอนุภาคบีตาหรืออิเล็กตรอนเป็นหลัก อุปกรณ์นี้ใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในการเร่งความเร็ว อนุภาคถูกเร่งในวงโคจรเป็นวงกลม
รูปที่ 02: A Betatron
เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างของเบตาตรอน มันมีท่ออพยพ หลอดนี้ทำเป็นวงวนและฝังอยู่ในแม่เหล็กไฟฟ้า ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าขนานกับท่อกลม ที่นี่กระแสสลับมีแนวโน้มที่จะสร้างสนามแม่เหล็กที่แตกต่างกันซึ่งจะย้อนกลับเป็นระยะความเร่งของอิเล็กตรอนได้รับผลกระทบจากแรงสองแรง: แรงที่กระทำในทิศทางของการเคลื่อนที่และแรงที่กระทำในมุมฉากกับทิศทางของการเคลื่อนที่ แรงทั้งสองนี้มีความสำคัญในการรักษาเส้นทางวงกลมของอิเล็กตรอนในวง
ไซโคลตรอนและเบตาตรอนต่างกันอย่างไร
Cyclotron เป็นเครื่องเร่งอนุภาคชนิดหนึ่งที่ใช้ในการเร่งอนุภาคที่มีประจุโดยใช้เส้นทางเกลียว Betatron เป็นเครื่องเร่งอนุภาคชนิดหนึ่งที่ได้รับการดัดแปลงเพื่อเร่งอนุภาคบีตาหรืออิเล็กตรอนเป็นหลัก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไซโคลตรอนและเบตาตรอนคือ ไซโคลตรอนใช้เส้นทางเกลียว ในขณะที่เบตาตรอนใช้เส้นทางวงกลมเพื่อเร่งอิเล็กตรอน
ยิ่งไปกว่านั้น ความแตกต่างอีกประการระหว่างไซโคลตรอนและเบตาตรอนก็คือ ไซโคลตรอนประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้วที่เรียกว่าดีสซึ่งติดตั้งแบบหันหลังชนกัน ในขณะที่เบตาตรอนมีท่ออพยพซึ่งทำเป็นวงเวียนและวงนี้ฝังอยู่ในแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อพิจารณาวิธีการใช้งาน ในไซโคลตรอน อนุภาคที่มีประจุจะถูกเร่งจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งเนื่องจากผลกระทบของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ในเบตาตรอน อิเล็กตรอนจะถูกเร่งโดยการกระทำของสองแรง: แรงที่กระทำในทิศทางของการเคลื่อนที่และแรงที่กระทำในมุมฉากกับทิศทางของการเคลื่อนที่
ด้านล่างอินโฟกราฟิกแสดงการเปรียบเทียบเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับความแตกต่างระหว่างไซโคลตรอนและเบตาตรอน
สรุป – Cyclotron vs Betatron
ไซโคลตรอนและเบตาตรอนเป็นเครื่องเร่งอนุภาคสองประเภท ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไซโคลตรอนและเบตาตรอนคือ ไซโคลตรอนใช้เส้นทางเกลียว ในขณะที่เบตาตรอนใช้เส้นทางวงกลมเพื่อเร่งอนุภาคที่มีประจุ