放射性物质发出的伽马射线或中子，入射到探测器后，与探测介质（如塑料闪烁体、NaI(Tl)或3He气体等）发生作用，其能量被转化为电脉冲信号输出，并被数据采集与处理系统记录下来。对于单纯的报警系统来说，系统根据在单位时间内记录的脉冲数（即计数率）的变化来判断被检物中是否含有超标的放射性物质。
而对于核素识别系统来说，上述电脉冲信号被多道分析器记录并形成以脉冲幅度为横轴、脉冲计数为纵轴的射线能量谱（简称能谱）。由于不同种类的放射性核素所发射的射线能量各不相同，因此可以使用先进的核素识别算法对能谱进行分析，给出引起报警的放射性核素的类型，进而为用户的决策提供更多的依据。
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