ABOUT THE IONIC ENGINES
Ion PETRESCU, PhD. Eng. Lecturer at
TMR, UPB
Abstract: The paper presents shortly the actual ionic
engines (called ion thrusters) and the new ionic (pulse)
engines proposed by the author. Ionic engine (ion
thruster, which accelerates the positive ions through a
potential difference) is about 10 times more effective
than classic system based on combustion. We can still
improve the efficiency of 10-50 times if one uses pulses
of positive ions accelerated in a cyclotron mounted on
the ship; the efficiency can easily grow for 1000 times
if the positive ions will be accelerated in a high energy
synchrotron, synchrocyclotron or isochronous
cyclotron (1-100 GeV). Future (ionic) engine will have
mandatory a circular particle accelerator (high or
very high energy). We can thus increase the speed and
autonomy of the ship using a less quantity of fuel and
power. One can use synchrotron radiation
(synchrotron light, high intensity beams), like high
intensity (X-ray or Gamma ray) radiation, as well. In
this case will be a beam engine (not an ionic engine),
it?ll uses only the power (energy, which can be solar
energy, nuclear energy, or both) and so we will
remove the fuel.
Keywords: ionic engine, radiation, nuclear energy
DESPRE MOTOARELE IONICE
Ion PETRESCU, ŞL Dr. Ing. TMR, UPB
Rezumat: Lucrarea prezintă pe scurt motoarele ionice
actuale (numite ?mpingătoare de ioni) şi noile motoare
ionice (prin pulsuri) propuse de autor. Motoarele
ionice (?mpingătoarele ionice, care accelerează ionii
pozitivi printr-o diferenţă de potenţial electric) sunt de
circa 10 ori mai eficiente dec?t sistemele clasice
bazate pe combustie chimică. Mai putem ?ncă
?mbunătăţi eficienţa lor de 10-50 ori dacă utilizăm
pulsuri de ioni pozitivi acceleraţi ?ntr-un cyclotron
montat pe navă; eficienţa mai poate creşte cu uşurinţă
de 1000 de ori dacă ionii pozitivi vor fi acceleraţi ?ntrun
synchrotron de energie foarte ridicată,
synchrocyclotron sau isochronous cyclotron (1-100
GeV). Viitoarele motoare ionice vor avea obligatoriu
un accelerator de particule circular (de ?naltă sau
foarte ?naltă energie). ?n acest fel se poate creşte
viteza şi autonomia navei utiliz?nd o cantitate mai
mică de combustibil şi de energie. Se poate utiliza
deasemenea şi radiaţie synchrotronică (lumină
synchrotronică, fascicole de mare intensitate), cum ar
fi radiaţiile de mare intensitate (razele X sau razele
Gamma). ?n acest caz va fi un motor cu fascicule
(radiaţii) energetice şi nu unul ionic, iar el va folosi
numai energie nu şi combustibil (energie care va putea
fi solară, nucleară de la un reactor montat pe navă,
?nsă cel mai sigur mixtă adică nucleară şi solară) ?n
acest fel elimin?ndu-se necesitatea utilizării şi
transportului de combustibil.
Cuvinte cheie: motoare ionice, radiaţie, energie
nucleară
Noi motoare ionice sau cu fascicule
energetice
Prin această lucrare autorul doreşte să
propună un nou motor ionic bazat pe pulsuri
de ioni pozitivi de foarte ?naltă energie, sau
pulsuri de fascicole energetice cu energii
extrem de ridicate (de exemplu radiaţii X, sau
gama). Caracteristica principală a acestor noi
motorizări este utilizarea unor energii extrem
de ridicate ale fascicolelor ?n pulsuri de la
ieşirea din motor. Aceste energii sunt
obţinute prin trecerea particulelor printr-un
accelerator circular, ori unul liniar modern de
mare putere (LINAC), sau printr-o
combinaţie. Se vor utiliza acceleratoare
similare celor statice, utilizate astăzi ?n fizică
(synchrotron, synchrocyclotron sau
isochronous cyclotron).
Motorul ionic (?mpingătorul ionic, care
accelerează ionii pozitivi printr-o diferenţă de
potenţial electric) este de circa 10 ori mai
eficient dec?t sistemele clasice bazate pe
combustie chimică. Mai putem ?mbunătăţi
eficienţa motorului de ?ncă 10-50 ori dacă utilizăm ioni pozitivi acceleraţi ?ntr-un
cyclotron montat pe navă; eficienţa poate
creşte uşor de 1000 de ori dacă ionii pozitivi
vor fi acceleraţi ?ntr-un synchrotron de foarte
mare putere, un synchrocyclotron sau un
isochronous cyclotron (1-100 GeV).
Viitoarele motoare ionice vor avea
obligatoriu un accelerator de particule de
foarte mare putere (vezi figura 3).
Dificultăţile specifice proiectării nu vor
?nt?rzia să apară dar ele vor trebui depăşite
pas cu pas. Putem astfel să creştem viteza
(inclusiv viteza de accelerare) şi autonomia
navei utiliz?nd o cantitate mai mică de
combustibil. Se va putea folosi şi radiaţie
synchrotronică (lumină synchrotronică,
fascicule de ?naltă intensitate), cum ar fi
(razele X sau radiaţiile Gama) de asemenea.
?n acest caz se va vorbi de un motor cu
radiaţii (vezi figura 2).
Un accelerator de particule liniar (LINAC)
este un dispozitiv electric pentru accelerarea
particulelor subatomice. Recent uriaşul clasic
synchrotron a fost redus la un inel (tor).
Designul lui depinde de tipul de particule
accelerate: electroni, protoni sau ioni. Ne
propunem să utilizăm un LINAC uriaş la
ieşirea din synchrotron (obligatoriu c?nd
accelerăm electroni pentru a nu se pierde
energie prin emisia prematură de fotoni
(figurile 2 şi 3). Se poate folosi un micuţ
LINAC urmat de un ring de accelerare ?n
formă de stadion la intrarea ?n synchrotron
pentru preaccelerarea particulelor (fig. 2) şi
un LINAC normal la ieşirea din synchrotron.
Pot fi utilizate mai multe LINACuri la ieşire
(fig. 2).
? 2008 Florian Ion TIBERIU-PETRESCU
