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高能X射线双能成像系统能够对被检物的材料进行识别，但是当被检物的质量厚度较小时，对其材料识别变得很困难。本文提出了利用多能谱探测器的方法，来提高对较薄材料的识别能力，并使用蒙特卡罗方法进行了一系列模拟计算，首先计算了探测器晶体厚度变化时X射线的沉积规律，然后计算了不同探测器结构和参数情况下材料识别的效果。从模拟计算的结果可知，采用适当的多能谱探测器将使得系统对质量厚度较小的物质，尤其是高Z材料的识别效果有明显改善。