原油在输油管道输运过程中,蜡质成分会在管道内壁沉积形成油垢,大量的油垢会降低原油的输运效率,影响原油的输运安全。对于长时间运行的管道,需要考虑油垢在管道内壁的吸附沉积情况,并进行清理工作,因此油垢的厚度及其轮廓的研究对它的清除具有指导意义。近年来,核分析方法在油垢测量方面得到了大量的理论研究和实际应用。而传统的核分析方法针对不同的管道需要进行通取样、制样等措施对油垢厚度进行检测,大大增加了油垢测量的工作量和复杂性。面向此类问题,本文利用γ射线和中子束,采用扫描透射法和瞬发γ射线中子活化技术实现油垢厚度测量和轮廓重构。基于γ射线扫描透射法开展油垢厚度研究方面,首先,通过理论研究建立了γ射线扫描透射法测量油垢厚度的方法,并得到扫描位移与透射γ射线强度的关系。其次,利用蒙特卡洛计算软件MCNP开展了测厚装置设计,包括源项系统、样品与扫描系统、探测器系统等。最后,通过实验对该方法进行了验证,实现了在无需取样条件下的油垢厚度测量。此外,为开展不同扫描角度下的油垢厚度差异研究,实现油垢轮廓的重构。本文利用瞬发γ射线中子活化分析(PGNAA)技术,结合油垢中氢含量较高,且不同油垢厚度位置氢含量不同的特点,获得不同位置油垢厚度信息。利用蒙特卡洛方法对中子源选择、准直器等测量装置和结构进行了设计及优化。同时,通过油垢轮廓重建方法的研究实现了油垢轮廓的重建。并通过实验验证了该方法的可行性,实验结果表明该方法可实现油垢厚度的识别,并可重建油垢沉积情况。本文针对射线扫描技术对油垢厚度测量、轮廓重构进行了原理性研究,并采用模拟计算与实验的手段对其进行了可行性分析及实验验证,为测垢仪的研制以及油垢清除提供研究基础。