پوستة پلاسما بهعنوان مرز ورود یونها به درون سیستم شتابدهنده، اثر مستقیم بر خصوصیات پرتو یون، عملکرد و طول عمر تراستر یونی دارد. بهطور معمول در مدلسازی عددی سیستم شتابدهنده تراسترهای یونی الکترواستاتیکی، اثر الکترونها بر خواص پلاسمای بالادست سیستم شتابدهنده و شکل پوسته پلاسما، با در نظر گرفتن الکترونها بهصورت سیال (روش پواسون - بولتزمن) یا مدلکردن ذرات الکترون، شبیهسازی میشود. اما در مطالعة حاضر، با بهرهگیری از روش ذرة درون سلول و بدون انجام محاسبات مربوط به الکترونها، پوستة پلاسما تخمین زده شده است. شکل و موقعیت پوستة پلاسمای حاصل توافق خوبی با نتایج تجربی دارد و در مقایسه با مدلهای عددی، که الکترونها را نیز شبیهسازی کرده بودند، از دقت بالاتری برخوردار است. نتیجة محاسبات نشان میدهد که عدم انطباق بین پوستة پلاسمای محاسبهشده توسط روش پواسون - بولتزمن و نتایج تجربی، در یک جریان پرتو مشخص، به واگرایی پرتو یون به میزان 3/2 یا 18/28 درصد در مقایسه با روش اعمال مستقیم اثر الکترون میانجامد.
Plasma sheath, as ion injection boundary of accelerator system, has direct effect on ion beam characteristics and consequently on ion thruster performance and lifetime. In most of numerical simulations of accelerator system of electrostatic ion thrusters, the effects of electrons on upstream plasma and plasma sheath's shape are simulated by treating them as fluid (Poisson-Boltzmann method) or charged particles. But in this study, plasma sheath are predicted using particle-in-cell (PIC) method and without any calculation for electrons. Predicted plasma sheath shows good agreement with experimental result and is more accurate; in comparison with numerical models that simulates electrons. Calculation results shows that, for specific beam current, nonconformity between test results and plasma sheath that predicted by Poisson-Boltzmann method, leads to ion beam diverges 3.2 degrees or 18.28 % , in comparison with the method that directly applied electron effect.