Tsüklotron vs sünkrotroon | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Tsüklotron ja sünkrotroon on kahte tüüpi osakeste kiirendid. Osakekiirendid on tuumafüüsika valdkonnas väga kasulikud masinad. Aatomi osakeste suure energiaga kokkupõrked annavad tuuma olemusele väga häid vaatlusi. Sellist valdkonda õppiva inimese jaoks on vaja põhjalikke teadmisi sünkrotronkiirendites ja tsüklotroonkiirendites. Selles artiklis käsitleme, mis on tsüklotrooni ja sünkrotrooni kiirendid, nende masinate põhimõtted, nende sarnasused, rakendused ja lõpuks erinevused tsüklotrooni kiirendite ja sünkrotrooni kiirendite vahel.
Mis on Synchrotron Accelerator?
Sünkrotrooni kiirendi on osakeste kiirendi tüüp. Esmalt tuleb mõista osakeste kiirendi mõistet, et sünkrotrooni kiirendajat selgelt mõista. Kui laetud osake projitseeritakse magnetväljale, liigub see ringikujuliselt. Osakeste kiirendeid kasutatakse aatomite ja aatomiosakeste olemuse uurimiseks, tehes selliste osakeste suure kiirusega kokkupõrkeid ning uurides kokkupõrget ennast ja kokkupõrke saadusi. Osakeste kiirendamiseks kasutatakse enamasti magnetvälja. Praktiline meetod kiirete kokkupõrgete saamiseks on kahe vastassuunas pöörleva osakeste tala kasutamine. Selle meetodi abil on lihtne saavutada suure kiirusega kokkupõrkeid suhtelise kiirusega kuni 99 protsenti valguse kiirusest. Kuid,relatiivsusteooria väidab, et valguse kiirusest suuremad suhtelised kiirused ei saa olla. Seetõttu on vaja isegi tohutut energiat isegi osakeste kiire kiirendamiseks suurele kiirusele. Sünkrotroonkiirendi kasutab varieeruvat magnetvälja ja varieeruvat elektrivälja, mis hoiavad osakeste kiirt energia suurendamisel korralikul ringteel. Osakeste kiirendi on valmistatud toorusest, mis suudab muuta toruse sees olevate elektri- ja magnetväljade intensiivsust. Osakekiire tee on torusega ümbritsetud ringjoon. Sünkrotroonkiirendi kontseptsiooni töötas välja Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler avaldas esimese inimesena teadusliku artikli sünkrotronkiirenditest ja esimese elektronide sünkrotronkiirendi ehitas Edwin McMillan.
Mis on Cyclotron Accelerator?
Tsüklotronkiirendi on ka osakeste kiirendi, mida kasutatakse enamasti väikesemahulistes projektides. Tsüklotron on ümmargune vaakumkamber, kus osakeste kiirendus algab keskelt. Osakesed lähevad kiirendades spiraalset rada. Tsüklotron kasutab osakeste kiirendamiseks püsivat magnetvälja ja konstantse sagedusega elektrivälja.
Mis vahe on tsüklotrooni ja sünkrotrooni kiirendi vahel?
• Tsüklotron kasutab püsivat magnetvälja ja konstantse sagedusega elektrivälja, kuid sünkrotroon kasutab varieeruvaid elektri- ja magnetvälju.
• Sünkrotroon on valmistatud toorikujulisest torust, tsüklotron aga silindrilisest või sfäärilisest kambrist.
• Sünkrotronirežiimi kasutatakse enamikus suuremahulistes projektides, näiteks CERNi suur hadroni põrkeseade (LHC), kuid tsüklotrooni kasutatakse enamasti väikesemahulistes projektides.
