یکی از ابزارهای مناسب برای بررسی ساختار مواد استفاده از روش مبتنی بر پراکندگی کامپتون فوتونهای گاما می باشد. تعداد فوتونهای پراکنده شده، متناسب با چگالی الکترونی در ناحیه پراکندگی هدف می باشد، لذا با پردازش طیف مربوط به این فوتونها با الگوریتمهای عددی بازسازی تصاویر، می توان اطلاعاتی در ارتباط با چگالی الکترونی ماده مورد مطالعه بدست آورد. با استفاده از کد شبیه سازی مونت کارلو دیگر نیازی به ساختن تصاویر کامپیوتری با الگوریتم های پیچیده ریاضی نخواهد بود. از طرف دیگر، ساختار اصلی شکل طیف تجربی گاما که توسط آشکارساز سوسوزن nai اندازه گیری می شود به فرآیندهایی نظیر پراکندگی کامپتون و میزان جذب فوتونهای گاما در درون نمونه وابسته است. با افزایش ضخامت نمونه، احتمال پراکندگی نیزافزایش می یابد. با هر پراکندگی کامپتون انرژی فوتون ها و شدت آن تضعیف می شوند، بطوریکه بعد از ضخامت معینی عملا شدت فوتونهای پراکنده شده تغییر چندانی نمی کند. این ضخامت برای مواد مختلف به انرژی فوتون اولیه، شدت چشمه و نوع ماده بستگی داشته و به آن عمق اشباع (saturation depth) می گویند. در این پایان نامه اثر ضخامت مواد وانرژی فوتون تابشی در توزیع شدت فوتون های گاما پراکنده شده تحت زوایای 105 و 90 درجه بطور تجربی و شبیه سازی مطالعه شده است. شدت فوتون های پراکندگی کامپتون پرتو گاما kev 662 بدست آمده از توزیع ارتفاع پالس آشکارساز سوسوزنnai(tl) اطلاعات مفیدی درمورد توزیع چگالی نمونه آزمایشی ارائه می دهد. این روش به ضخامت نمونه حساس است، زیرا با هر بار پراکندگی کامپتون انرژی فوتون و شدت آن تضعیف می شود عمق اشباع شدت فوتون های پراکنده شده تغییر چندانی نمی کند. همچنین نشان داده شده است که تشخیص هرگونه عدم یکنواختی در چگالی، هنگامی که ضخامت ماده کمتر از عمق اشباع باشد امکان پذیر است