La principale différence entre le cyclotron et le bêtatron est que le cyclotron utilise une trajectoire en spirale, tandis que le bêtatron utilise une trajectoire circulaire pour accélérer les particules chargées.
Cyclotron et betatron sont deux types d'accélérateurs de particules. Le cyclotron est la forme la plus ancienne de l'accélérateur, tandis que le bêtatron est moderne par rapport à lui. Ces deux systèmes utilisent des champs magnétiques et des champs électriques pour l'accélération.
Qu'est-ce que Cyclotron ?
Cyclotron est un type d'accélérateur de particules qui est utilisé pour accélérer les particules chargées en utilisant un chemin en spirale. Ce dispositif est utile pour les particules atomiques ou subatomiques chargées. Le fondateur de cet appareil est Ernest Orlando Lawrence.
Lorsque l'on considère la conception d'un cyclotron, il contient deux électrodes creuses semi-circulaires (en spirale). Ces électrodes sont connues sous le nom de dees. Et, ces deux électrodes sont montées dos à dos et sont placées dans une chambre sous vide entre les pôles d'un aimant.
Lorsque l'on considère le mode de fonctionnement, il a un champ électrique qui alterne dans sa polarité. Les particules qui doivent être accélérées se forment près du centre de l'appareil. Ici, le champ électrique propulse les particules dans les dees. De plus, il existe un champ magnétique qui guide les particules dans un chemin semi-circulaire. Avec le temps, les particules sont accélérées d'un degré à l'autre.
Figure 01: Mode de fonctionnement d'un cyclotron
Cependant, cet appareil peut accélérer des protons avec des énergies inférieures à 25 millions d'eV. Par conséquent, il s'agit d'une limitation majeure de cet appareil. Afin de s'affranchir de cette limitation, on peut faire varier la fréquence de tension alternative imprimée sur les dees. L'appareil s'appelle alors un synchrocyclotron.
Qu'est-ce que Betatron ?
Betatron est un type d'accélérateur de particules modifié principalement pour accélérer les particules bêta ou les électrons. Cet appareil utilise un champ électrique et un champ magnétique pour l'accélération. Les particules sont accélérées sur une orbite circulaire.
Figure 02: Un Betatron
Lorsque l'on considère la structure d'un bêtatron, il contient un tube sous vide. Ce tube est réalisé en une boucle circulaire, et il est noyé dans un électro-aimant. Les enroulements de l'électroaimant sont parallèles au tube circulaire. Ici, un courant électrique alternatif a tendance à produire un champ magnétique variable qui s'inverse périodiquement en direction. L'accélération des électrons est affectée par deux forces: la force agissant dans la direction du mouvement et la force agissant perpendiculairement à la direction du mouvement. Ces deux forces sont importantes pour maintenir la trajectoire circulaire de l'électron dans la boucle.
Quelle est la différence entre Cyclotron et Betatron ?
Cyclotron est un type d'accélérateur de particules qui est utilisé pour accélérer les particules chargées en utilisant un chemin en spirale. Betatron est un type d'accélérateur de particules qui est modifié principalement pour accélérer les particules bêta ou les électrons. La principale différence entre le cyclotron et le bêtatron est que le cyclotron utilise une trajectoire en spirale, tandis que le bêtatron utilise une trajectoire circulaire pour accélérer les électrons.
De plus, une autre différence entre le cyclotron et le bêtatron est que le cyclotron contient deux électrodes appelées dees montées dos à dos tandis que le bêtatron contient un tube sous vide qui est transformé en une boucle circulaire et cette boucle est intégrée dans un électroaimant. Lors de l'examen du mode de fonctionnement, dans un cyclotron, les particules chargées sont accélérées d'un dee à l'autre en raison de l'effet du champ électrique et du champ magnétique. Dans le bêtatron, les électrons sont accélérés sous l'action de deux forces: une force agissant dans la direction du mouvement et des forces agissant perpendiculairement à la direction du mouvement.
L'infographie ci-dessous montre plus de comparaisons liées à la différence entre le cyclotron et le bêtatron.
Résumé – Cyclotron vs Betatron
Cyclotron et betatron sont deux types d'accélérateurs de particules. La principale différence entre le cyclotron et le bêtatron est que le cyclotron utilise une trajectoire en spirale, tandis que le bêtatron utilise une trajectoire circulaire pour accélérer les particules chargées.
