Tofauti kuu kati ya cyclotron na betatron ni kwamba cyclotron hutumia njia ya ond, ilhali betatron hutumia njia ya mduara kuongeza kasi ya chembe zinazochajiwa.
Cyclotron na betatron ni aina mbili za viongeza kasi vya chembe. Cyclotron ndio aina ya kwanza ya kiongeza kasi, wakati betatron ni ya kisasa ikilinganishwa nayo. Mifumo yote miwili hutumia sehemu za sumaku na sehemu za umeme kuongeza kasi.
Cyclotron ni nini?
Cyclotron ni aina ya kiongeza kasi cha chembe ambacho hutumika kuongeza kasi ya chembe zinazochajiwa kwa kutumia njia ya ond. Kifaa hiki ni muhimu kwa chembe za atomiki iliyochajiwa au ndogo. Mwanzilishi wa kifaa hiki ni Ernest Orlando Lawrence.
Unapozingatia muundo wa cyclotron, ina elektroni mbili zisizo na mashimo za nusu duara (spiral). Electrodes hizi zinajulikana kama dees. Na, elektroni hizi mbili huwekwa nyuma na kuwekwa kwenye chumba kilichohamishwa kati ya nguzo za sumaku.
Unapozingatia mbinu ya utendakazi, ina sehemu ya umeme ambayo inapishana katika polarity yake. Chembe zinazohitaji kuharakishwa huundwa karibu na katikati ya kifaa. Hapa, uwanja wa umeme unasukuma chembe kwenye dees. Pia, kuna uga wa sumaku unaoongoza chembe katika njia ya nusu duara. Kwa muda, chembe hizo huharakishwa kutoka dee moja hadi nyingine.
Kielelezo 01: Mbinu ya Uendeshaji wa Cyclotron
Hata hivyo, kifaa hiki kinaweza kuongeza kasi ya protoni kwa nishati isiyozidi eV milioni 25. Kwa hiyo, ni kizuizi kikubwa kwa kifaa hiki. Ili kuondokana na upungufu huu, tunaweza kutofautiana mzunguko wa voltage inayobadilishana iliyovutiwa kwenye dees. Kisha kifaa kinaitwa synchrocyclotron.
Betatron ni nini?
Betatron ni aina ya kiongeza kasi cha chembe ambacho hurekebishwa hasa ili kuongeza kasi ya chembe za beta au elektroni. Kifaa hiki kinatumia uwanja wa umeme na uwanja wa sumaku kwa kuongeza kasi. Chembe hizo huharakishwa katika mzunguko wa duara.
Kielelezo 02: Betatron
Unapozingatia muundo wa betatroni, ina mirija iliyohamishwa. Bomba hili linafanywa kuwa kitanzi cha mviringo, na kinaingizwa kwenye sumaku ya umeme. Vilima vya sumaku-umeme ni sawa na bomba la mviringo. Hapa, mkondo wa umeme unaobadilika huelekea kutoa uwanja wa sumaku unaobadilika mara kwa mara. Kuongeza kasi ya elektroni huathiriwa na nguvu mbili: nguvu inayofanya katika mwelekeo wa mwendo na nguvu inayofanya katika pembe za kulia kwa mwelekeo wa mwendo. Nguvu hizi mbili ni muhimu katika kudumisha njia ya duara ya elektroni kwenye kitanzi.
Kuna tofauti gani kati ya Cyclotron na Betatron?
Cyclotron ni aina ya kiongeza kasi cha chembe ambacho hutumika kuongeza kasi ya chembe zinazochajiwa kwa kutumia njia ya ond. Betatron ni aina ya kiongeza kasi cha chembe ambacho hurekebishwa hasa ili kuongeza kasi ya chembe za beta au elektroni. Tofauti kuu kati ya cyclotron na betatron ni kwamba cyclotron hutumia njia ya ond, ambapo betatron hutumia njia ya duara kuharakisha elektroni.
Aidha, tofauti nyingine kati ya cyclotron na betatron ni kwamba cyclotron ina elektrodi mbili zinazoitwa dees zimewekwa nyuma huku betatron ina mirija iliyohamishwa ambayo hufanywa kuwa kitanzi cha duara na kitanzi hiki kimepachikwa kwenye sumaku-umeme. Wakati wa kuzingatia njia ya uendeshaji, katika cyclotron, chembe za kushtakiwa zinaharakishwa kutoka kwa dee moja hadi nyingine kutokana na athari za shamba la umeme na shamba la magnetic. Katika betatroni, elektroni huharakishwa kutokana na kitendo cha nguvu mbili: nguvu inayotenda katika mwelekeo wa mwendo na nguvu zinazofanya kazi katika pembe za kulia kuelekea mwelekeo wa mwendo.
Hapo chini ya infographic inaonyesha ulinganisho zaidi unaohusiana na tofauti kati ya cyclotron na betatron.
Muhtasari – Cyclotron dhidi ya Betatron
Cyclotron na betatron ni aina mbili za viongeza kasi vya chembe. Tofauti kuu kati ya cyclotron na betatron ni kwamba cyclotron hutumia njia ya ond, ilhali betatron hutumia njia ya duara kuharakisha chembe zinazochajiwa.
