Почему ксенон предпочитают использовать в качестве топлива в электрических двигателях?

Вам нужен газ, поэтому вам не нужно тратить энергию на испарение топлива. Вы также хотите, чтобы газ был максимально плотным, чтобы вы могли получить как можно больше импульса на единицу объема топлива. Также хорошо, если газ инертен и не вызывает коррозии, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что он разлагает или разъедает все, в чем вы его храните. Наконец, хорошо, если он легко ионизируется.

Ксенон соответствует всем этим критериям. Его плотность составляет около 5,9 кг/м.$^3$, и, очевидно, он инертен, потому что это благородный газ. Первая энергия ионизации составляет около 12 эВ, а вторая — 20 эВ, поэтому получить Xe относительно легко.$^+$ионы.

Единственный известный мне газ более плотный, чем ксенон, это гексафторид серы, но он лишь немного плотнее и более реакционноспособен. Я полагаю, что радон был бы еще лучше, если бы только он не был радиоактивным. Единственная проблема с ксеноном в том, что он дорог, но если вы можете позволить себе запустить зонд к поясу астероидов, вы, вероятно, сможете позволить себе ксенон для его подпитки.

Преимущество благородных газов в том, что они химически инертны, поэтому они с меньшей вероятностью вступают в реакцию с атомами в электростатических решетках. Поскольку ионные двигатели на сегодняшний день используются только на беспилотных транспортных средствах, регулярное техническое обслуживание невозможно. Из-за этого благородные газы предпочтительнее, скажем, водорода.

Тем не менее, одна из причин для выбора ксенона вместо аргона может быть связана с тем, что он имеет большую атомную массу на ионный заряд (ионизированная плазма в двигателях в основном состоит из однократно ионизированных частиц), у них хуже ISP, но выше тяга. Но я не уверен, что это единственная причина