La diferencia clave entre el ciclotrón y el betatrón es que el ciclotrón usa una trayectoria en espiral, mientras que el betatrón usa una trayectoria circular para acelerar las partículas cargadas.
El ciclotrón y el betatrón son dos tipos de aceleradores de partículas. El ciclotrón es la forma más antigua del acelerador, mientras que el betatrón es moderno en comparación con él. Ambos sistemas utilizan campos magnéticos y campos eléctricos para la aceleración.
¿Qué es el ciclotrón?
El ciclotrón es un tipo de acelerador de partículas que se utiliza para acelerar partículas cargadas utilizando una trayectoria en espiral. Este dispositivo es útil para partículas atómicas o subatómicas cargadas. El fundador de este dispositivo es Ernest Orlando Lawrence.
Al considerar el diseño de un ciclotrón, contiene dos electrodos semicirculares (espiral) huecos. Estos electrodos se conocen como dees. Y estos dos electrodos se montan espalda con espalda y se colocan en una cámara de vacío entre los polos de un imán.
Al considerar el método de operación, tiene un campo eléctrico que alterna en su polaridad. Las partículas que necesitan ser aceleradas se forman cerca del centro del dispositivo. Aquí, el campo eléctrico impulsa las partículas hacia los dees. Además, existe un campo magnético que guía las partículas en un camino semicircular. Con el tiempo, las partículas se aceleran de un grado a otro.
Figura 01: Método de funcionamiento de un ciclotrón
Sin embargo, este dispositivo puede acelerar protones con energías inferiores a 25 millones de eV. Por lo tanto, es una limitación importante para este dispositivo. Para superar esta limitación, podemos variar la frecuencia del voltaje alterno impreso en los dees. Entonces el dispositivo se llama sincrociclotrón.
¿Qué es Betatron?
Betatron es un tipo de acelerador de partículas que se modifica principalmente para acelerar partículas beta o electrones. Este dispositivo utiliza un campo eléctrico y un campo magnético para la aceleración. Las partículas se aceleran en una órbita circular.
Figura 02: Un Betatron
Al considerar la estructura de un betatrón, contiene un tubo de vacío. Este tubo se convierte en un bucle circular y está incrustado en un electroimán. Los devanados del electroimán son paralelos al tubo circular. Aquí, una corriente eléctrica alterna tiende a producir un campo magnético variable que periódicamente invierte su dirección. La aceleración de los electrones se ve afectada por dos fuerzas: la fuerza que actúa en la dirección del movimiento y la fuerza que actúa en ángulo recto con la dirección del movimiento. Estas dos fuerzas son importantes para mantener la trayectoria circular del electrón en el bucle.
¿Cuál es la diferencia entre ciclotrón y betatrón?
El ciclotrón es un tipo de acelerador de partículas que se utiliza para acelerar partículas cargadas utilizando una trayectoria en espiral. Betatron es un tipo de acelerador de partículas que se modifica principalmente para acelerar partículas beta o electrones. La diferencia clave entre el ciclotrón y el betatrón es que el ciclotrón usa un camino en espiral, mientras que el betatrón usa un camino circular para acelerar los electrones.
Además, otra diferencia entre el ciclotrón y el betatrón es que el ciclotrón contiene dos electrodos llamados dees montados espalda con espalda, mientras que el betatrón contiene un tubo de vacío que se convierte en un bucle circular y este bucle está incrustado en un electroimán. Al considerar el método de operación, en un ciclotrón, las partículas cargadas se aceleran de un grado al otro debido al efecto del campo eléctrico y del campo magnético. En betatron, los electrones se aceleran debido a la acción de dos fuerzas: la fuerza que actúa en la dirección del movimiento y las fuerzas que actúan en ángulo recto con respecto a la dirección del movimiento.
La siguiente infografía muestra más comparaciones relacionadas con la diferencia entre ciclotrón y betatrón.
Resumen: Cyclotron vs Betatron
El ciclotrón y el betatrón son dos tipos de aceleradores de partículas. La diferencia clave entre el ciclotrón y el betatrón es que el ciclotrón usa una trayectoria en espiral, mientras que el betatrón usa una trayectoria circular para acelerar las partículas cargadas.
