本发明提供了一种表面放射性测量谱仪，包括容器、匀强电场生成部件、电荷读出平面、工作气体以及配套信号处理系统。本发明的待测样品直接放置于密闭的测量容器内部进行测量，样品表面放出的放射性粒子直接与工作气体互相作用，有效避免可能的探测器死层带来的效率损失。本发明还提供了一种利用谱仪探测器记录放射性粒子的径迹，并通过计算机算法进行三维径迹重构的方法。不仅能够通过能量沉积特性判断粒子的类型，还能够通过三维径迹判断粒子的初始位置，以此排除本底数据，提高测量精确度。本发明采用像素读出平面，不受半导体制作工艺的限制，可以提供较大的探测面积。