多相流广泛存在于石油、电力、采矿、化工等各种工业生产过程中,多相流的流动型态、分相含率、流量等特征参数监测和测量在整个工业过程中有着非常重要的作用。计算机层析成像技术,因其非侵入、可视化等特点,在工业多相流检测领域获得重要应用。本文研究低能γ射线的多相流CT技术。本文首先简要叙述了多相流测量技术、CT系统的基本理论及典型图像重建算法,然后重点基于Geant4仿真软件对系统优化进行了研究,最后搭建实际系统进行相关实验,对仿真与实验所得图像重建结果进行讨论和研究。主要的工作内容如下:（1）系统搭建与仿真基于Geant4仿真软件,完成多相流γ-CT系统三维物理模型的建立,模拟实现了射线在系统中微观粒子的相互作用,获得射线经被测管道后衰减的仿真数据。研究了建立系统模型的基本步骤,并对不同的系统结构模型和结构参数进行仿真实验,基于散射光子比,图像相关系数和相对图像误差等优化参数的指标分析,对γ-CT系统的射线源、前后准直器及探测器阵列单元数进行优化设计,提出了具体的优化方案。结合实际工业管道大小,构建直径为50mm,80mm,100mm管道5源并行γ-CT系统。（2）图像重建算法研究了反投影与迭代重构技术的几种典型CT图像重建算法,包括线性反投影、ART、Landweber代数迭代以及共轭梯度法等。运用上述算法对系统仿真和实验所得到的数据进行图像重建,对比分析不同图像重建算法的重建图像质量。（3）系统实验依据仿真优化结果,完成²⁴¹Am射线源,17探测器γ-CT系统的实验平台搭建,进行相关γ-CT系统实验测试。对仿真与实验所得数据及图像重建进行讨论和研究,并论述影响系统的噪声的因素。仿真与实验证明γ-CT能够实现较为满意的管道截面成像。