数字化核信息的获取和处理技术作为一种常见的研究手段,在许多基础科学研究和应用领域中起着重要的作用。凭借灵敏度高、准确度好、无损分析、多元素同时分析能力等优点,核分析技术在地质资源勘查、环境辐射评价、材料科学、生物医学、考古学等众多学科领域中得到广泛应用。仿核信号发生器的研制对核测量技术与研究有着重要的影响。仿核信号发生器为核实验与核测量提供了一种更为安全、有效、简便的方法,成为电子技术与核技术领域研究的热点,备受国内外关注。放射性核素衰变在时间上是随机的,衰变产生的能量也具有随机性。因此模拟的核信号在产生间隔和幅度上也应是随机的。对单一能量的核辐射所对应的脉冲在统计特性上有如下特征:脉冲形成时间符合指数分布,在幅度上基本符合高斯分布。依据这一原理,仿核信号发生器以服从指数分布和高斯分布的两组随机数分别模拟核信号在时间间隔及幅度上的统计特性。在对核信号时间间隔的模拟上,论文提出了利用线性同余法产生(0,1)均匀分布随机数,以该随机数为基础,通过反函数法得到一组服从指数分布的随机数,并以服从指数分布的随机数来模拟核信号在时间间隔上的统计特性。现有的对仿核信号发生器研究在对核信号幅度特征上的模拟,是以服从高斯分布的随机数来模拟核信号在幅度上的统计特性,这一方法并不确切,不能真实地反映某一核素的核能谱信号在幅度上的统计特性,且实际的核试验中对于不同核信号在幅度上的统计特性并不相同,这就需要有不同参数的高斯分布随机数与之匹配,这无疑是一项复杂且困难的工作。基于以上问题,论文提出通过读取一幅实际核能谱图,并对该实际核能谱图进行滤波、去噪预处理;由大津法计算图像二值化分割阈值,并对预处理后的能谱图二值化分割,去除背景噪声;再通过像素扫描法,扫描能谱曲线上的有效像素点,从而提取出能谱曲线,最终通过比例伸缩得到能谱曲线上各点的坐标值。通过以上曲线识别方式得到能谱曲线上有效的数据点必将有所缺损,因此,论文提出以线性插值算法插入部分值以填补能谱曲线缺失的有效值。最终,将完整的数据保存并以此数据模拟核信号在幅度上的统计特性。在对核信号随机性的模拟上,论文提出以(0,1)均匀分布随机数为基础,利用蒙特卡洛直接抽样法随机抽样由实际核能谱图经曲线数字化后得到的数组,由此得到该核信号能级的一组随机数,并按时间间隔为指数分布随机数值依次输出该组数据。这样就同时满足了核信号在时间间隔和幅度上的统计特性及随机性。选取低放谱为基准,通过对核信号在整个探测通道流动过程中的相关参数(如成形前后脉冲的时间常数、电路模型参数、幅值与时间间隔的统计涨落参数等)进行提取、调整及延伸,实现高放射性模拟仿核信号发生器的。在实现了对核信号在时间间隔、幅度统计特性及随机性的模拟后,通过MATLAB工具仿真得到的测量核能谱与实际核能谱进行比对,验证整套系统的精确性和可靠性。在研究中首次提出并实现了分解实际核能谱为多个独立的(如两路)随机核能谱并行系统,并最终在输出端叠加输出总核能谱信号,从而模拟出来特定的高放场景的核素应用情形。本研究通过数字化实际能谱曲线的方法实现了对核信号在幅度统计特性上精确模拟,解决了以服从高斯分布随机数模拟核信号幅度特性种种问题,极大地提升了仿核信号发生器的精确度和整体性能。同时也为仿核信号发生器的研究开辟了一条新的道路,具有重要的实用价值和科学意义。