壹次γ射線的理論計算（5-1-6）式和半無限介質散射γ射線譜〔式（5-2-1）〕研究，說明了航空γ能譜測量的依據和幹擾。天然放射性核素鈾系、釷系和40K發射有特征能量的γ射線，如圖5-3-1所示。圖（a）為鈾、釷、鉀礦石混合模型上120 m高空測得的散射和壹次γ射線譜，圖（b）為花崗巖（含U 3.5×10-6；Th 25×10-6；K3.0%）上空飛行不同高度測得的γ射線譜。2.62 MeVγ射線是釷系中（ThC〞）發射的γ射線；1.76 MeV是鈾系中（RaC）發射的γ射線；1.46 MeV是鉀 40 發射的γ射線。這些能量γ射線受幹擾比較少，是測量鈾、釷、鉀含量的首選γ射線組。在花崗巖中天然放射性核素基本屬於放射性背景值，但這三個能量譜峰也是清晰可見的。
圖5-3-1 高空γ射線能譜測量圖
為了將γ能譜測量的計數率（cps）換算得到巖（礦）石中鈾、釷、鉀的含量，常用的是選擇以這三個能量峰為中心，分別選擇三個譜段。通常是：
鉀道（K）道寬：1.37～1.57 MeV，計數率I1；
鈾道（U）道寬：1.66～1.87 MeV，計數率I2；
釷道（Th）道寬：2.41～2.81 MeV，計數率I3；
總道（Tc）道寬：0.4～3.0 MeV，計數率I4。
由圖5-3-1可見，雖然這三個能量峰是清晰可見，但互有幹擾。為了利用各道計數率換算出巖（礦）石中鉀、鈾、釷含量，需要消除相互影響。所以根據各道計數率列出三元壹次聯立方程組：
核輻射場與放射性勘查
式中：I1、I2、I3為K、U、Th道減去本底（I機+I宇）後的計數率；CK、CU、CTh為巖（礦）石中K、U、Th的含量；a11…a13等9個系數，稱換算系數，即飽和礦層厚度條件下，巖（礦）層中單位含量所對應的計數率，如a11為鉀道計數率對應的巖（礦）層中鉀含量；a12為鈾道計數率對應的鈾含量，余此類推。
方程組（5-3-1）寫成矩陣表示式：
核輻射場與放射性勘查
可簡寫為
核輻射場與放射性勘查
確定換算系數最好的方法是在標準模型上實際測定。我國有航空放射性基準模型五個，用礦粉加混凝土制成，分別是鉀（K）模型和平衡鈾（U）模型、釷（Th）模型、本底模型（B）以及鈾、釷、鉀混合模型。模型規格為邊長7 m，厚0.5 m的正六邊形短柱體。模型密度大於2.1 g/cm3，有效原子序數Zeq=13～16，壹字排列於石家莊機場、呈跑道形式，模型間隔25 m，相互影響不大於2%。
裝載航空γ譜儀的飛機分別停在每個模型上，進行測量。得到IKK、IKU、IKT，分別為γ譜儀鉀道、在鉀模型、平衡鈾和釷模型上測得的減去本底的計數率。同樣IUU、IUT為鈾道、在平衡鈾和釷模型的計數率；ITU、ITT為釷道在平衡鈾和釷模型上的計數率。因為鉀-40的γ射線1.46 MeV低於鈾道和釷道的能量，對後兩者沒有影響。鈾道對釷同樣沒有影響。因此，系數a21=a31=a32=0。於是可以計算各換算系數：
核輻射場與放射性勘查
式中：CK、CU、CT分別為鉀、鈾、釷模型的平均K，U，Th含量。
將測得的換算系數代入（5-3-3）式即可計算鈾、釷、鉀的含量。
航空γ能譜測量是在高空進行測量，受到的影響因素較多，采集的數據需要作相應的校正，主要如下。
（壹）飛機和宇宙射線產生的本底
制造飛機和儀表所用的金屬材料中含有天然放射性核素造成的各道計數，稱為飛機本底（I機）；另壹方面是宇宙射線造成的本底（I宇），應當在各道計數中扣除。
相同機型的飛機本底，應當認為是不變的；宇宙射線的影響是隨高度和緯度的不同而變化。壹般采用實測方法求得。為了避免地面和大氣氡的影響，選擇在水面上空飛行測量，壹般在離岸15～20 km，水深不小於2 m的近海或湖面進行。測得的各道計數：
核輻射場與放射性勘查
式中：i表示相應的測量道。
為了避免天然放射性核素的影響，把道寬調到3～6 MeV範圍測量宇宙射線本底（cps）；並采用兩種飛行高度進行測量，得到兩次測量結果：
核輻射場與放射性勘查
式中：Ii1、Ii2是兩種不同高度飛行測得的總本底計數率；飛機的本底是不變的，所以Ii機1=Ii機2。航測γ譜儀設有專道（在3～6 MeV道寬）測量的宇宙射線計數率，應當換算到測鈾、釷、鉀和總道範圍來，在相同高度兩者的關系應為
核輻射場與放射性勘查
式中：Ci為比例系數。代入（5-3-6）式，並使兩式相減，得到：
核輻射場與放射性勘查
當以選定高度h進行γ能譜測量時，各道本底中的宇宙射線本底為
核輻射場與放射性勘查
飛機本底計數為
核輻射場與放射性勘查
（二）康普頓散射的影響
根據第五章第二節γ射線的散射理論，可知高能峰經過介質散射而進入低能道，使低能道計數率增大。釷的2.62 MeV，散射對相鄰的1.76 MeV和1.46 MeV都有影響（見圖5-3-1），影響最大的是1.76 MeV，需要進行校正。
借助（5-3-3）式的逆矩陣A-1的各項展開得到：
核輻射場與放射性勘查
或寫成：
核輻射場與放射性勘查
式中：CK、CU、CT和I1、I2、I3分別為鉀、鈾、釷模型的K、U、Th含量以及鉀道、鈾道和釷道的計數率。
將（5-3-12）式改寫為
核輻射場與放射性勘查
式中：SKU=為康普頓散射影響系數（又稱剝離系數），SKU為鈾道散射對鉀道影響；SKT為釷道對鉀道的影響；SUT為釷道對鈾道的影響。可以認為SKU=SKT=SUT=0（即沒有影響）。此外在放射性礦產中只是鈾釷是有用的，因此康普頓散射影響校正，只考慮釷道對鈾道（SUT）影響。具體做法是在鈾、釷、鉀混合模型上測量得到，壹般SUT=0.00025 m-1。
（三）大氣氡的影響
土壤析出氡形成大氣中氡及其衰變子體，都是鈾系中的主要γ輻射體，是航空γ能譜測量的主要影響因素，壹般都應在測量中扣除。
GR-820型航空γ能譜儀的探測器（NaI（Tl））長方形晶體分裝為上下兩部分，上面的稱上測晶體。上測晶體主要用來測量大氣氡及衰變子體的γ輻射，下測晶體主要用來測量大地的γ輻射。下測晶體為上測晶體的屏蔽層。
壹般選擇類似測量本底的水面和平坦陸地飛行測量，求得大氣氡的影響值。在陸地飛行測量時，下測晶體測得的計數率（I下），為地面（Ig）和大氣（Ia）輻射之和；上測晶體也能測量到這兩項，地面輻射受到屏蔽。對大氣輻射，因上測晶體體積小於下測晶體。所以可寫為
核輻射場與放射性勘查
式中：l稱為屏蔽系數；m稱為幾何系數；I上、I下是上下測晶體減去本底後的計數率。在水面上飛行測量，由於地面輻射被水體屏蔽所以上測晶體和下測晶體測得：
核輻射場與放射性勘查
根據上述測量結果，取I下-I′下=Ig；I上-I′上=lIg。兩者相除，得屏蔽系數：
核輻射場與放射性勘查
將（5-3-16）式中兩式相除，得幾何系數：
核輻射場與放射性勘查
因此可得大氣輻射計數率：
核輻射場與放射性勘查
式中：m、l與飛行測量高度成線性關系，隨飛行高度可以方便計算。
大氣輻射的散射影響比較微弱，不再考慮校正問題。對於核爆炸或核事故造成大氣核汙染，它會幹擾航空γ能譜測量的正常進行。
（四）飛行高度變化的影響
由圖5-3-1（b）可見飛行高度變化對輻射測量影響較大。飛行高度用氣壓計自動記錄，通過校正，使測量資料規壹化到同壹高度。γ射線在空氣中衰減是呈指數規律的。所謂高度衰減系數，實際就是空氣吸收系數。如所有資料歸壹化到高度為100 m。設100 m高處輻射計數為I100，則
核輻射場與放射性勘查
理論上講，對鉀、鈾、釷道的衰減數是：μK＞μU＞μTh。