核素分析是核科学与技术领域中学习的重点内容,核素分析必须借助于放射性监测设备,多为能谱仪。随着数字电子技术的发展,目前能谱仪的电路实现方式已经从模拟式转向数字化。本文在对国内外数字化γ能谱仪中数字化处理算法的调研、总结与归纳的基础上,做出了如下的具体研究工作:（1）搭建了一套数字化γ能谱仪虚拟仿真实验平台。利用蒙特卡罗模拟技术快速准确计算γ射线在探测器内的能量沉积,依据γ能谱仪能量刻度与半高宽刻度数据,获得γ能谱仪对放射源的响应规律;依据随机抽样思想获得核脉冲产生时刻和幅度;结合Matlab GUI软件平台,实现对核脉冲快速模数转换、滤波成形、基线恢复、幅度提取和能谱计数与显示。同时该仿真平台也可用于实测核脉冲的处理分析,对实测脉冲进行成形参数最优化获取探讨,为后续研究提供可靠平台。（2）深入研究已有滤波成形算法的机理。从理论上推导了Z变换法和卷积函数法梯形（三角）成形、理想Sallen-Key（简称S-K）电路和CR-RCm组合电路的数字化递推公式,并基于数字化γ能谱仪虚拟仿真实验平台研究上述三种数字化滤波成形算法内各参数对成形效果的影响,为硬件设计中成形参数最优选择提供参考。（3）基于理想单指数核脉冲的衰减规律,依据缺失补偿思路建立起直线成形算法的数字化递推公式。用维持能量线性、脉冲堆积甄别能力、算法精简性和抗噪声能力四个指标综合比对直线成形算法、梯形（三角）成形算法、S-K数字高斯滤波成形算法和CR-RCm数字高斯滤波成形算法的优劣,仿真结果显示直线成形算法最优。（4）基于直线成形算法的数字化γ能谱仪初步实现。基于AD9226和EP4CE15F23C8N芯片为核心研制了数字化γ能谱仪硬件系统,在EP4CE15F23C8N芯片内采用直线成形算法、最小平均值法和多点平均值法实现数字化核脉冲幅度的提取,采用USB通信技术实现上下位机数据传输,并于Matlab GUI平台上设计了上位机软件,搭建了一套数字化碘化钠（简称Na I）γ能谱仪。实测验证发现其能量分辨力、短期稳定性和本底计数率均满足《γ能谱仪检定规程》（JJG 417-2006）规定,且其能量非线性不大于2.1‰,证实其性能指标能满足实践应用的要求。