中国经济近年来的腾飞伴随着能源的需求的大幅增长,而核电的快速发展则将产生大量放射性废物。其中绝大部分为低中放废物（Low Intermediate Level Waste,LILW）。低中放废物是所有不能视为一般废物直接处置的,比活度小于4×10¹⁰Bq/kg或释热率小于2 kW/m³的非豁免废物。这些中低放废物在运输或者进行最终处置之前,必须明确废物的辐射和污染水平,充分确定其中包含核素及其活度的空间分布。鉴于低中放废物的放射性危害,非破坏性检测（Non Destructive Assay,NDA）是普遍采用的技术。废物桶的γ射线非破坏性检测进一步分为分段γ扫描技术（Segmented Gamma Scanning,SGS）和层析γ扫描技术（Tomographic Gamma Scanning,TGS）。对比二者优劣与局限可知,SGS测量过程简单高效,但难于准确分析非均匀对象;TGS虽然可精确重建桶内介质与放射性分布,但过程之复杂、效率之低下,导致在废物探测的大规模应用受限。针对上述问题,本文以探索效率精度平衡性更好的低中放废物活度探测技术为目的,对改进型伽马扫描技术进行研究。（1）基于现有系统进行了低放废物桶伽马扫描系统的改造和再设计。针对机械电子控制系统进行了模块化再设计,总结了探测控制系统的设计准则。针对数据采集和用户交互模块,进行整体框架设计,初步完成了系统软件的设计。（2）提出了一种叫做半层析伽马扫描（semi-tomographic gamma scanning,STGS）方法的改进型方法,这种方法综合了SGS和TGS的测量策略和重建准则。这种方法中废物桶旋转而将桶内放射源视为环状源,每层被分成若干环状体素。针对200L低密度、400L高密度废物桶的探测结果的经过仿真和实验的检验。比于SGS方法,STGS方法的最大误差和平均误差降低为一半甚至更低,而时间为2-8倍。方法的精度与时间上的平衡性优势得到证明。（3）提出了一种改进型分层伽马扫描方法,通过双探测器测量计数之比求取等效半径。新方法充分考虑并修正了两个探测器之间等效半径的偏差,同时将废物桶不同分层的放射性核素投影于一个等效层内,以避免重建求解导致的迭代残差的放大。这种方法在200L和400L高密度废物桶的探测效果得到验证。与SGS方法相比,改进型方法的最大误差降低为几分之一,而平均误差降低了接近一半。