针对近年来,核恐怖事件、周边国家核试验、核电厂等核设施受破坏而造成核事故,引起环境中空气放射性污染,影响国家安全与人民身体健康,使得核安全、核污染问题、空气中放射性污染监测等问题突显。世界上部分先进国家虽然建立了伽马辐射监测系统,但是未对空气进行大流量采样,富集空气中的放射性核素,导致其探测灵敏度低、反应迟缓。本文针对空气中放射性污染物(如I-131,Cs-134,Cs-137、Xe-133等)的伽马能谱测量分析方法进行了研究,设计并完成了大流量空气自动采样装置、自动制样装置、伽马能谱采集相关的电子学电路、伽马能谱分析算法、稳谱算法、实时监测软件等相关工作,主要的研究成果包括以下几个方面:1、针对连续监测实时伽马能谱监测问题,本文采用“过滤法”进行空气采样并富集空气中的放射性核素。因此,本文设计并实现了大流量空气采样装置、自动制样装置,实现对空气中放射性核素的富集化,为伽马能谱分析处理提供样本材料。2、选用3英寸溴化镧闪烁体配合光电倍增管作为辐射探测器,并为其设计前置放大器、偏置高压、数字化多道脉冲幅度分析器等伽马能谱采集相关的电子学系统,实现基于溴化镧闪烁体探测器的伽马能谱探测系统。3、根据溴化镧闪烁体探测器的高能量分辨率、高自身放射性本底等特点,以及空气中放射性核素样本的特点,本文针对性的设计了5点最小二乘法和滑动平均法相结合的能谱光滑算法、导数法寻峰方法、优化线性本底扣除等能谱分析算法,实现能谱的定性和定量分析,实现空气中放射性核素的识别与放射性活度计算。4、由于溴化镧闪烁体探测器、前置放大器、偏置高压等硬件设备对温度敏感,而且在测量过程中测量周期较长,导致测得仪器谱的谱漂问题严重,能量分辨率变差。因此,本文设计并实现了PID硬件稳谱与参考峰能量反演法软件稳谱相结合的混合稳谱方法,在宽温度范围内解决了谱漂问题对能谱分析的影响。5、针对长时间、连续、实时、全自动监测的要求,本文基于Windows操作系统,采用微软基础类库(MFC),设计实时监测能谱分析软件,实现对空气中放射性核素污染物的实时监测,并采用管道通信机制将伽马能谱分析数据结果输出至监测系统的总软件,实现能谱分析软件与实时监测软件独立运行。本文通过理论研究、设计、实现,完成了空气中放射性核素伽马能谱分析系统的大流量采样装置、自动制样装置、基于溴化镧闪烁体的伽马能谱采集电子学系统、伽马能谱分析算法、伽马能谱实时监测分析软件等工作,并对能谱采集电子学系统的性能参数进行了测试分析。由于溴化镧闪烁体探测器对温度敏感,所以本文将系统在实验室环境下进行了温度特性、稳谱效果等性能参数的测试分析。为验证伽马能谱分析算法的可靠性,将系统应用于实际现场环境进行测试分析,测得分析性能稳定。除此外,系统对能谱分析软件的CPU耗用率、内存使用量、I/O数据交换速度等性能进行了测试分析。