伽馬光譜是定量研究能譜的伽馬射線源，如在核工業，地球化學調查和天體物理學。

大多數放射源會產生不同能量和強度的伽馬射線。當這些發射被光譜系統檢測和分析時，可以產生伽馬射線能譜。

對該光譜的詳細分析通常用于確定伽馬源中存在的伽馬發射體的身份和數量，并且是輻射測定中的重要工具。伽馬光譜是源中包含的發射伽馬核素的特征，就像在光譜儀中一樣，光譜是樣品中所含材料的特征。

用閃爍計數器測定γ-輻射譜的實驗室設備。閃爍計數器的輸出進入處理和格式化數據的多通道分析器。

伽馬光譜儀的主要組件是能量敏感輻射探測器和分析探測器輸出信號的電子設備，例如脈沖分選器（即多通道分析儀）。附加組件可能包括信號放大器、速率計、峰值位置穩定器和數據處理設備。

伽馬光譜探測器是能夠與入射伽馬射線相互作用的無源材料。最重要的相互作用機制是光電效應、康普頓效應和對產生。通過這些過程，伽馬射線的能量被吸收并通過檢測相互作用前后的能量差（或者，在閃爍計數器中，使用光電倍增管發射的光子）轉化為電壓信號。產生的信號電壓與檢測到的伽馬射線的能量成正比。常見的檢測器材料包括碘化鈉(NaI)閃爍計數器和高純鍺探測器。

為了準確地確定伽馬射線的能量，如果發生光電效應是有利的，因為它吸收了入射射線的所有能量。當一系列這些相互作用機制發生在檢測器體積內時，吸收所有能量也是可能的。通過康普頓相互作用或對產生，一部分能量可能會從檢測器體積中逸出，而不會被吸收。因此，吸收的能量產生一個信號，其行為類似于來自較低能量射線的信號。這導致光譜特征與較低能量的區域重疊。使用更大的檢測器體積會減少這種影響。

然后，多通道分析儀(MCA)對在探測器體積內相互作用的每條伽馬射線產生的電壓脈沖進行分析。它采用瞬態電壓信號并將其重塑為高斯或梯形形狀。從這個形狀，信號然后被轉換成數字形式。在某些系統中，模數轉換是在重新整形峰值之前執行的。該模擬數字轉換器（ADC）也可以通過高度排序脈沖轉換成特定箱柜，或信道.每個通道代表光譜中特定范圍的能量，每個通道檢測到的信號數量代表該能量范圍內輻射的光譜強度。通過改變通道數，可以微調光譜分辨率和靈敏度。

脈沖高度分析儀原理：在不同時間t檢測到三個脈沖1、2和3。如果脈沖達到其設定的電壓電平，則兩個鑒別器會發出計數信號。脈沖2個觸發器下級é大號但不是上層êü。因此，脈沖2被計入表示為P的光譜區域。反重合計數器防止一個脈沖被分類到多個區域

多通道分析儀使用快速ADC記錄輸入脈沖并以以下兩種方式之一存儲有關脈沖的信息：

多通道分析儀輸出被發送到計算機，計算機存儲、顯示和分析數據。多個制造商提供了多種軟件包，通常包括光譜分析工具，例如能量校準、峰面積和凈面積計算以及分辨率計算。

選擇伽馬光譜系統以利用幾??個性能特征。其中最重要的兩個包括檢測器分辨率和檢測器效率。

在光譜系統中檢測到的伽馬射線會在光譜中產生峰值。這些峰也可以通過類似于光譜學的方式被稱為線。峰的寬度由檢測器的分辨率決定，這是伽馬光譜檢測器的一個非常重要的特性，高分辨率使光譜學家能夠將兩條彼此靠近的伽馬線分開。伽馬光譜系統經過設計和調整，以產生具有最佳分辨率的對稱峰。峰形通常是高斯分布。在大多數光譜中，峰的水平位置由伽馬射線的能量決定，峰的面積由伽馬射線的強度和探測器的效率決定。

用于表示檢測器分辨率的最常見數字是半高全寬(FWHM)。這是伽馬射線峰在峰分布最高點一半處的寬度。分辨率數字是參考指定的伽馬射線能量給出的。分辨率可以用xxx值表示（即eV或MeV)或相對術語。例如，碘化鈉(NaI)檢測器在122keV時的FWHM可能為9.15keV，在662keV時為82.75keV。這些分辨率值以xxx值表示。為了用相對術語表示分辨率，以eV或MeV為單位的FWHM除以伽馬射線的能量，通常以百分比表示。使用前面的示例，檢測器的分辨率在122keV時為7.5%，在662keV時為12.5%。鍺探測器可在122keV下提供560eV的分辨率，產生0.46%的相對分辨率。

并非所有通過探測器的源發射的伽馬射線都會在系統中產生計數。發射的伽馬射線與探測器相互作用并產生計數的概率是探測器的效率。高效檢測器比低效檢測器在更短的時間內產生光譜。通常，較大的探測器比較小的探測器具有更高的效率，盡管探測器材料的屏蔽特性也是重要因素。通過將來自已知活動源的光譜與每個峰中的計數率與從每個伽馬射線的已知強度預期的計數率進行比較來測量檢測器效率。

效率與分辨率一樣，可以用xxx或相對術語來表示。使用相同的單位（即百分比）；因此，光譜學家必須注意確定檢測器的效率類型。xxx效率值表示通過探測器的指定能量的伽馬射線相互作用并被探測到的概率。相對效率值通常用于鍺探測器，并將探測器在1332keV下的效率與NaI探測器中3in×3的效率進行比較（即，1.2×10-3cps/Bq在25cm處）。因此，當使用非常大的鍺探測器時，可能會遇到大于xxx的相對效率值。

被探測的伽馬射線的能量是探測器效率的一個重要因素。可以通過繪制不同能量下的效率來獲得效率曲線。然后可以使用該曲線來確定檢測器在與用于獲得曲線的能量不同的能量下的效率。高純鍺(HPGe)探測器通常具有更高的靈敏度。