A principal diferença entre o cíclotron e o betatron é que o cíclotron usa um caminho espiral, enquanto o betatron usa um caminho circular para acelerar partículas carregadas.
Cyclotron e betatron são dois tipos de aceleradores de partículas. Cyclotron é a forma mais antiga do acelerador, enquanto betatron é moderno comparado a ele. Ambos os sistemas usam campos magnéticos e campos elétricos para a aceleração.
O que é Ciclotron?
Cyclotron é um tipo de acelerador de partículas que é usado para acelerar partículas carregadas usando um caminho em espiral. Este dispositivo é útil para partículas atômicas ou subatômicas carregadas. O fundador deste dispositivo é Ernest Orlando Lawrence.
Ao considerar o projeto de um cíclotron, ele contém dois eletrodos semicirculares ocos (espirais). Esses eletrodos são conhecidos como dees. E esses dois eletrodos são montados de costas e colocados em uma câmara evacuada entre os pólos de um ímã.
Ao considerar o método de operação, ele possui um campo elétrico que é alternado em sua polaridade. As partículas que precisam ser aceleradas são formadas perto do centro do dispositivo. Aqui, o campo elétrico impulsiona as partículas para dentro dos dees. Além disso, existe um campo magnético que guia as partículas em um caminho semicircular. Com o tempo, as partículas são aceleradas de um dee para o outro.
Figura 01: Método de Operação de um Ciclotron
No entanto, este dispositivo pode acelerar prótons com energias inferiores a 25 milhões eV. Portanto, é uma limitação importante para este dispositivo. Para superar essa limitação, podemos variar a frequência da tensão alternada impressa nos dees. Então o dispositivo é chamado de sincrociclotron.
O que é Betatron?
Betatron é um tipo de acelerador de partículas que é modificado principalmente para acelerar partículas beta ou elétrons. Este dispositivo usa um campo elétrico e um campo magnético para a aceleração. As partículas são aceleradas em uma órbita circular.
Figura 02: Um Betatron
Ao considerar a estrutura de um betatron, ele contém um tubo evacuado. Este tubo é feito em um loop circular e é embutido em um eletroímã. Os enrolamentos do eletroímã são paralelos ao tubo circular. Aqui, uma corrente elétrica alternada tende a produzir um campo magnético variável que inverte periodicamente a direção. A aceleração do elétron é afetada por duas forças: a força que atua na direção do movimento e a força que atua em ângulos retos com a direção do movimento. Essas duas forças são importantes para manter o caminho circular do elétron no loop.
Qual é a diferença entre Cyclotron e Betatron?
Cyclotron é um tipo de acelerador de partículas que é usado para acelerar partículas carregadas usando um caminho em espiral. Betatron é um tipo de acelerador de partículas que é modificado principalmente para acelerar partículas beta ou elétrons. A principal diferença entre o cíclotron e o betatron é que o cíclotron usa um caminho espiral, enquanto o betatron usa um caminho circular para acelerar os elétrons.
Além disso, outra diferença entre o cíclotron e o betatron é que o cíclotron contém dois eletrodos chamados dees montados costas com costas, enquanto o betatron contém um tubo evacuado que é transformado em um loop circular e esse loop é incorporado em um eletroímã. Ao considerar o método de operação, em um cíclotron, as partículas carregadas são aceleradas de um dee para o outro devido ao efeito do campo elétrico e do campo magnético. No betatron, os elétrons são acelerados devido à ação de duas forças: força atuando na direção do movimento e forças atuando em ângulo reto com a direção do movimento.
O infográfico abaixo mostra mais comparações relacionadas à diferença entre ciclotron e betatron.
Resumo – Ciclotron vs Betatron
Cyclotron e betatron são dois tipos de aceleradores de partículas. A principal diferença entre o cíclotron e o betatron é que o cíclotron usa um caminho espiral, enquanto o betatron usa um caminho circular para acelerar partículas carregadas.
