能谱法是被广泛应用的放射性核素活度分析技术,常用于核素识别,或核素活度定量分析。能谱法的基本原理是,射线与探测器相互作用而损失能量,探测器将射线能量转换为幅度正比于射线能量的脉冲信号。然后根据脉冲信号幅度进行排序并生成直方图,显示探测器吸收的射线数量与脉冲幅度的函数关系,即脉冲幅度谱。脉冲幅度谱经能量刻度后即为能谱。
常用的能谱法有α能谱法和γ能谱法。能谱法的实现需对相应的探测系统进行能量与效率刻度。能量刻度将脉冲信号的电压幅度(或道数)解释为能量,用于核素识别。效率刻度将脉冲数目解释为放射性核素的量,用于确定各种核素成分的活度。
峰面积的准确分析依赖于能谱中的峰特征。α能谱的主要特征包括能量分辨率(半高宽)、峰形、响应时间和计数效率等,主要由探测器决定。此外,α源的厚度也将影响谱的能量分辨率。由硅探测器获取的α谱具有峰形不对称特征,峰通常在高能侧呈高斯形状,并带有低能拖尾。对于独立峰,峰面积通常由感兴趣区内道址的计数相加得到,当存在峰重叠时,峰面积的计算需采用特定函数对峰面积进行拟合。γ能谱是复杂的连续的二维图像,γ能谱主要由全能峰、康普顿坪台、单逃逸峰、双逃逸峰、反散射峰、康普顿边缘、湮没峰等构成。其中全能峰的净峰面积被用于核素活度定量分析。全能峰近似为高斯形,全能峰的峰面积通常由感兴趣区内道址的计数相加得到,当存在峰重叠时,可采用高斯函数拟合得到感兴趣峰的峰面积。