サイクロトロンと電子誘導加速器の大きな違いは、サイクロトロンが螺旋状の経路で荷電粒子を加速するのに対し、電子誘導加速器は円形の経路で荷電粒子を加速することである。

粒子加速器にはサイクロトロンと電子誘導型加速器がある。サイクロトロンは最も初期の加速器であり、電子誘導加速器はそれに比べると近代的である。どちらも磁場と電場を利用して加速するシステムです。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. サイクロトロンとは 3. 電子誘導加速器とは 4. 横並び比較 - サイクロトロンと電子誘導加速器を表形式で 5. まとめ

サイクロトロンは何ですか？

サイクロトロンは、荷電粒子を螺旋状の経路で加速する粒子加速器です。荷電した原子や素粒子に適した装置です。この装置の創始者は、アーネスト・オーランド・ローレンスである。

サイクロトロンの設計を考えるとき、ディーズと呼ばれる中空の半円形（スパイラル）電極が2つ入っています。この電極はディーズと呼ばれ、磁石の両極の間にある真空槽に背中合わせに取り付けられている。

操作方法を考えると、極めて＊＊＊な電界を持っています。加速が必要な粒子は、装置の中心付近に形成される。ここでは、電界によって粒子をディーズに誘導し、さらに磁界によって粒子を半円の軌道に誘導している。時間の経過とともに、ある粒子から別の粒子へと加速される。

図01：サイクロトロンの操作方法

しかし、この装置では、2500万電子ボルト以下のエネルギーの陽子を加速することができます。そのため、このデバイスの大きな制約となっています。この制限を克服するために、ディーズに印加する交流電圧の周波数を変化させることができる。この装置はシンクロサイクロトロンと呼ばれる。

電子誘導加速器(ベータトロン)は何ですか？

電子誘導加速器は、主にベータ粒子や電子を加速するために用いられる粒子加速器である。電界と磁界を利用して加速する装置です。粒子は円軌道を描いて加速される。

図02：電子誘導式加速器

電子誘導加速器の構造を考えると、真空管が入っています。このチューブをリング状にし、電磁石を埋め込んでいます。電磁石の巻線は円管と平行になっている。ここでは、交流電流によって、周期的に向きが反転する磁界を発生させている。電子の加速度は、進行方向に沿った力と進行方向に直角な力の2つの力の影響を受ける。この2つの力は、回路内の電子の循環的な経路を維持するために重要である。

サイクロトロンと電子誘導式加速器（ベータトロン）の違い

サイクロトロンは、荷電粒子を加速するために螺旋状の経路を用いた粒子加速器です。ベータトロンは、主にベータ粒子または電子を加速するために改造された粒子加速器です。サイクロトロンとベータトロンの大きな違いは、サイクロトロンが螺旋状の軌道で電子を加速するのに対し、ベータトロンは円形の軌道で電子を加速する点です。

さらに、サイクロトロンと電子誘導加速器の違いは、サイクロトロンが2つの電極を背中合わせに配置しているのに対し、電子誘導加速器は真空管を円形のループ状にし、そのループを電磁石に埋め込んでいることです。運転方法を考えるとき、サイクロトロンでは電界と磁界によって荷電粒子が加速される。電子誘導加速器では、電子は進行方向に沿った力と進行方向と直角の力の2つの力によって加速される。

下図は、サイクロトロンと電子誘導式加速器の違いをより比較したものです。

概要 - サイクロトロン vs. 電子誘導式加速器（ベータトロン）

粒子加速器にはサイクロトロンと電子誘導型加速器がある。サイクロトロンと電子誘導加速器の大きな違いは、サイクロトロンが螺旋状の経路で荷電粒子を加速するのに対し、電子誘導加速器は円形の経路で加速する点です。

引用

1 "サイクロトロン"。Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc. 2018年2月8日、こちらでご覧いただけます。"サイクロトロン "スーパーフィジックス、こちらからご覧いただけます。"Cyclotron," Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 March 2020, available here.2 "Cyclotron" Superphysics, iii."サイクロトロン", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2020年3月11日.

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