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Comparative Characterization Study of a LaBr3(Ce) Scintillation Crystal in Two Surface Wrapping Scenarios: Absorptive and Reflective

机译：LaBr3（Ce）闪烁晶体在两种吸收性和反射性表面包裹情形中的比较表征研究

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The properties of a 50 mm × 50 mm × 30 mm monolithic LaBr3:Ce scintillator crystal coupled to a position-sensitive multi-anode photomultiplier (PMT, Hamamatsu H9500), representing the absorbing detector of a Compton camera under study for online ion (proton) beam range verification in hadron therapy, was evaluated in combination with either absorptive or reflective crystal surface coating. This study covered an assessment of the energy and position-dependent energy resolution, exhibiting a factor of 2.5–3.5 improvement for the reflectively wrapped crystal at 662 keV. The spatial dependency was investigated using a collimated 137Cs source, showing a steep degradation of the energy resolution at the edges and corners of the absorptively wrapped crystal. Furthermore, the time resolution was determined to be 273 ps (FWHM) and 536 ps (FWHM) with reflective and absorptive coating, respectively, using a 60Co source. In contrast, the light spread function (LSF) of the light amplitude distribution on the PMT segments improved for the absorptively wrapped detector. Both wrapping modalities showed almost no differences in the energy-dependent photopeak detection efficiency.
机译：50 mm×50 mm×30 mm整体式LaBr3：Ce闪烁体晶体与位置敏感的多阳极光电倍增管（PMT，滨松H9500）耦合的特性，代表正在研究在线离子（质子）的康普顿相机的吸收检测器强子疗法中的光束范围验证是结合吸收性或反射性晶体表面涂层进行评估的。这项研究涵盖了对能量和位置相关能量分辨率的评估，结果表明反射包裹的晶体在662.keV时提高了2.5-3.5倍。使用准直的 137 Cs源对空间依赖性进行了研究，结果表明吸收性包裹晶体的边缘和角落处的能量分辨率急剧下降。此外，使用 60 Co源，时间分辨率分别确定为反射和吸收涂层分别为273 ps（FWHM）和536 ps（FWHM）。相比之下，对于吸收式包裹检测器，PMT段上光幅度分布的光扩散函数（LSF）得到了改善。两种包裹方式在能量相关的光电峰检测效率上几乎没有差异。

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