油田内外的输油管道在输油过程中产生的油垢需要及时检测，以避免由于管道堵塞而造成的事故。常用的检测手段有：打开检查等直接手段，微波、超声、射线(中子或γ射线)等间接手段。本文讨论借助同位素γ射线作为探针，源与探测器在管道同测，依靠散射计数推算管道中油垢厚度的无损检测方法(简称γ射线散射法)。为国内外首次方法研究。 本文从γ射线与物质相互作用的物理原理出发，尝试从理论计算、计算机模拟和实验验证三方面验证使用γ射线散射法测量油垢厚度的可行性和实用性。由于问题的特殊性(即只要达到一定的应用精度要求)在理论计算中使用了一些近似，预言了散射计数与油垢厚度之间存在e指数关系，在一阶近似下为线性关系。这成为后续工作的理论指导。验证实验分两阶段进行，初步阶段的装置采用137Cs源产生γ射线，其能量为0.662MeV，用铁板模拟管道壁，用方形石蜡模拟油垢，通过接在NaI探测器后的多道谱仪采集数据。对实验数据的分析处理得到了预期的结果：即散射计数同油垢厚度之间成线性关系。平均相关系数0.994，平均测量精度为2.25mm。在初步实验结果的基础上采用蒙特卡罗方法对实际问题进行的计算机模拟，发现在管道中充满流动着的石油的情况下，γ射线散射法无法区分出油垢和油。然而如果要求在测量时关闭输油管道并放空其中的石油，对实际应用是不利的。在此情况下作者提出，可以采用半油测垢的方法。即在测量时关小阀门，以使得管道中的油垢处于非充满状态。对管内石油数量为半满、1/4满和无油(理想)三种情况分别进行蒙特卡罗模拟计算的结果表明：当油下降到半满以下时，计数对油垢厚度的变化明显有对应的规律。散射计数与油垢厚度之间呈明显的e指数衰减关系。并且在数值上半满情况与理想情况差别不超过4.19％为了验证蒙特卡罗模拟结果，在初步实验的基础上，将铁皮制成管道形状，使用半圆形石蜡模拟油垢，向管道内注入一定高度的水模拟石油，进行了第二阶段的实验。实验显示半油和1/4油情况下，散射计数与石蜡厚度确实呈e指数关系。但也可以近似采用线性拟合，平均线性相关系数0.979，平均测量精度为4.6mm。本文还讨论了管道内油面形状对测量的影响和测量计数的统计涨落等问题。并对测量的灵敏度和线性区间进行的讨论，提出了对数灵敏度的概念。指出在油垢测量中测量的线性区间随源距的增加而增加，而灵敏度呈下降趋势。