Thường phổ gamma của mẫu mà thiết bị ghi nhận được là phổ phức tạp, là sự chồng chất của các phổ gamma đơn năng. Vì vậy để nhận diện các đồng vị phĩng xạ và tính hoạt độ theo phương pháp phổ gamma, cần phải phân tích phổ gamma.
Mục đích chính của việc phân tích phổ gamma là xác định năng lượng và diện tích các đỉnh phổ làm cơ sở cho việc nhận diện nguyên tố và xác định hoạt độ phĩng xạ. Phổ gamma ghi được bao gồm một số đỉnh nằm trên một nền phơng. Đỉnh quan trọng nhất trên phổ gamma là đỉnh quang điện. Đỉnh này là kết quả tương tác của bức xạ gamma với vật liệu detector thơng qua hiệu ứng quang điện. Kết quả của quá trình tương tác là tồn bộ năng lượng của bức xạ gamma đã được giải phĩng trong thể tích của detector.
Trong phổ gamma, vị trí đỉnh tương ứng với năng lượng của tia gamma và hoạt độ phĩng xạ được xác định qua diện tích của đỉnh phổ. Đối với các tia gamma năng lượng lớn hơn 1022 keV cịn xuất hiện các đỉnh tán xạ ngược trong khoảng 200÷300 keV, đỉnh 511 keV, đỉnh (Eγ 511) keV và (Eγ 1022) keV. Đối với các detector kích thước lớn cịn xuất hiện thêm các đỉnh tổng của hai tia gamma cascade. Các đỉnh năng lượng kể trên làm cho phổ gamma trở nên phức tạp và trong một số trường hợp cĩ thể can nhiễu lẫn nhau.
Phần phơng của phổ gamma đĩng gĩp của tán xạ Compton diễn ra trong detector và của phĩng xạ tự nhiên từ các vật liệu của detector, từ đất đá, từ khơng khí xung quanh detector, từ các tia vũ trụ. Trong nhiều trường hợp, phơng gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng phổ gamma vì thế việc che chắn là rất cần thiết, thơng thường người ta hay sử dụng chì làm vật liệu che chắn để hạn chế phơng phĩng xạ tự nhiên.
Trong thực nghiệm, năng lượng của bức xạ gamma ứng với các đỉnh quang điện cĩ thể xác định bằng việc chuẩn năng lượng. Hoạt độ phĩng xạ được xác định dựa trên diện tích đỉnh đã trừ phơng của các đỉnh hấp thụ tồn phần của các bức xạ đặc trưng. Kết quả tính diện tích đỉnh phổ cịn ảnh hưởng tới kết quả xác định thời
gian bán rã của các đồng vị phĩng xạ. Cĩ hai phương pháp để xác định diện tích đỉnh phổ gamma là phương pháp số và phương pháp làm khớp.
Hiện nay hầu hết việc phân tích phổ biên độ xung được thực hiện với sự trợ giúp của các chương trình máy tính. Các chương trình này được cài đặt trên các máy tính cá nhân, cĩ thể vừa ghi nhận vừa xử lý phổ. Việc phân tích phổ cĩ thể tự động hĩa một phần sau khi đã được thực hiện các quy trình như thiết lập các thơng số cần thiết, chuẩn năng lượng, độ phân giải, hiệu suất ghi… Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, cần thiết phải cĩ những can thiệp trực tiếp như để phát hiện ra những bất thường của phổ, quyết định những vùng phổ hoặc những đỉnh phổ cần xử lý, đối với các đỉnh chập cần phải cĩ những xử lý đặc biệt,… Từ những lý do này mà các chương trình phân tích phổ gamma đều cĩ những bước thực hiện riêng biệt với rất nhiều các tùy chọn tạo cho chương trình một sự mềm dẻo, thích hợp với hầu hết các yêu cầu đặt ra trong việc ghi nhận và phân tích phổ gamma.
Phân tích phổ sử dụng các chương trình máy tính cĩ tốc độ xử lý nhanh, cĩ thể nhận biết và xử lý hầu hết các đỉnh với chất lượng tốt. Các số liệu thu được cho biết đầy đủ thơng tin về phổ gamma như vị trí, năng lượng, diện tích, độ phân giải của đỉnh gamma, số đếm phơng cùng với các sai số phân tích, ngồi ra cịn cĩ các thơng tin về thời gian đo, thơi gian chết, các tham số chuẩn năng lượng, chuẩn hiệu suất ghi,… Trong các chương trình xử lý phổ gamma tự động cĩ chứa các thư viện đồng vị phĩng xạ, cho phép nhận diện trực tiếp cũng như tính tốn hoạt độ của các đồng vị phĩng xạ từ phổ gamma [3].