साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन के बीच मुख्य अंतर यह है कि साइक्लोट्रॉन एक सर्पिल पथ का उपयोग करता है, जबकि बीटाट्रॉन आवेशित कणों को तेज करने के लिए एक गोलाकार पथ का उपयोग करता है।
साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन दो प्रकार के कण त्वरक हैं। साइक्लोट्रॉन त्वरक का सबसे प्रारंभिक रूप है, जबकि बीटाट्रॉन इसकी तुलना में आधुनिक है। ये दोनों प्रणालियाँ त्वरण के लिए चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत क्षेत्र का उपयोग करती हैं।
साइक्लोट्रॉन क्या है?
साइक्लोट्रॉन एक प्रकार का कण त्वरक है जिसका उपयोग सर्पिल पथ का उपयोग करके आवेशित कणों को तेज करने के लिए किया जाता है। यह उपकरण आवेशित परमाणु या उपपरमाण्विक कणों के लिए उपयोगी है। इस उपकरण के संस्थापक अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस हैं।
साइक्लोट्रॉन के डिजाइन पर विचार करते समय, इसमें दो खोखले अर्धवृत्ताकार (सर्पिल) इलेक्ट्रोड होते हैं। इन इलेक्ट्रोडों को डीज़ के नाम से जाना जाता है। और, इन दो इलेक्ट्रोडों को एक-दूसरे के पीछे घुमाया जाता है और चुंबक के ध्रुवों के बीच एक खाली कक्ष में रखा जाता है।
संचालन की विधि पर विचार करते समय, इसमें एक विद्युत क्षेत्र होता है जो इसकी ध्रुवता में बारी-बारी से होता है। जिन कणों को त्वरित करने की आवश्यकता होती है, वे उपकरण के केंद्र के पास बनते हैं। यहाँ विद्युत क्षेत्र कणों को डीज़ में धकेलता है। इसके अलावा, एक चुंबकीय क्षेत्र है जो अर्धवृत्ताकार पथ में कणों का मार्गदर्शन करता है। समय के साथ, कण एक डी से दूसरे डीई में त्वरित होते हैं।
चित्र 01: एक साइक्लोट्रॉन के संचालन की विधि
हालांकि, यह उपकरण 25 मिलियन eV से कम ऊर्जा वाले प्रोटॉनों को गति प्रदान कर सकता है।इसलिए, यह इस उपकरण के लिए एक प्रमुख सीमा है। इस सीमा को पार करने के लिए, हम डीज़ पर प्रभावित वैकल्पिक वोल्टेज की आवृत्ति को बदल सकते हैं। तब डिवाइस को सिंक्रोसायक्लोट्रॉन कहा जाता है।
बेटट्रॉन क्या है?
Betatron एक प्रकार का कण त्वरक है जिसे मुख्य रूप से बीटा कणों या इलेक्ट्रॉनों को तेज करने के लिए संशोधित किया जाता है। यह उपकरण त्वरण के लिए एक विद्युत क्षेत्र और एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है। कण एक वृत्ताकार कक्षा में त्वरित होते हैं।
चित्र 02: एक बेटाट्रॉन
बीटाट्रॉन की संरचना पर विचार करते समय, इसमें एक खाली ट्यूब होती है। इस ट्यूब को एक वृत्ताकार लूप में बनाया जाता है, और इसे एक इलेक्ट्रोमैग्नेट में जड़ा जाता है। विद्युत चुम्बक की वाइंडिंग वृत्ताकार नली के समान्तर होती है। यहां, एक वैकल्पिक विद्युत प्रवाह एक अलग चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो समय-समय पर दिशा में उलट जाता है।इलेक्ट्रॉन त्वरण दो बलों से प्रभावित होता है: गति की दिशा में कार्य करने वाला बल और गति की दिशा में समकोण में कार्य करने वाला बल। लूप में इलेक्ट्रॉन के वृत्ताकार पथ को बनाए रखने में ये दो बल महत्वपूर्ण हैं।
साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन में क्या अंतर है?
साइक्लोट्रॉन एक प्रकार का कण त्वरक है जिसका उपयोग सर्पिल पथ का उपयोग करके आवेशित कणों को तेज करने के लिए किया जाता है। बीटाट्रॉन एक प्रकार का कण त्वरक है जिसे मुख्य रूप से बीटा कणों या इलेक्ट्रॉनों को तेज करने के लिए संशोधित किया जाता है। साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि साइक्लोट्रॉन एक सर्पिल पथ का उपयोग करता है, जबकि बीटाट्रॉन इलेक्ट्रॉनों को तेज करने के लिए एक गोलाकार पथ का उपयोग करता है।
इसके अलावा, साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन के बीच एक और अंतर यह है कि साइक्लोट्रॉन में दो इलेक्ट्रोड होते हैं जिन्हें डीज़ कहा जाता है जो बैक टू बैक माउंटेड होते हैं जबकि बीटाट्रॉन में एक खाली ट्यूब होती है जिसे एक गोलाकार लूप में बनाया जाता है और यह लूप एक इलेक्ट्रोमैग्नेट में एम्बेडेड होता है।संचालन की विधि पर विचार करते समय, एक साइक्लोट्रॉन में, विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव के कारण आवेशित कणों को एक डी से दूसरे में त्वरित किया जाता है। बीटाट्रॉन में, इलेक्ट्रॉनों को दो बलों की क्रिया के कारण त्वरित किया जाता है: गति की दिशा में कार्य करने वाला बल और गति की दिशा में समकोण में कार्य करने वाले बल।
नीचे इन्फोग्राफिक साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन के बीच अंतर से संबंधित अधिक तुलना दिखाता है।
सारांश – साइक्लोट्रॉन बनाम बीटाट्रॉन
साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन दो प्रकार के कण त्वरक हैं। साइक्लोट्रॉन और बीटाट्रॉन के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि साइक्लोट्रॉन एक सर्पिल पथ का उपयोग करता है, जबकि बीटाट्रॉन आवेशित कणों को तेज करने के लिए एक गोलाकार पथ का उपयोग करता है।
