随着我国核能工业的蓬勃发展和非电力核技术的广泛应用,核设施排放低水平放射性废液的压力日益增加。在水环境的放射性污染中,核设施产生的放射性废物是液体放射性流出物的主要来源。核爆炸试验,核事故,铀矿开采,冶金加工,乏燃料后处理,放射性同位素的生产和应用以及核技术的利用也会在不同程度上产生放射性废物。因此内地水域的放射性水平已成为辐射环境监测的重要对象。在目前阶段,我国的水体放射性监测系统还不够完善。常用的方式是通过现场采样,再送至实验室进行分析。但检测结果由于采样时间长,步骤繁琐,时效性差而无法实时反映目标水域的放射性水平。论文结合当前水体放射性监测现状,在高纯锗伽马能谱仪水体放射性监测系统维护与维修成本高难题的基础上,研制出了一套基于阵列溴化铈(Ce Br₃)探测器水体放射性实时在线监测系统,并且实现了初步的应用。论文主要研究内容与成果如下:1)设计阵列溴化铈探测器水体伽马测量装置,装置由三个溴化铈(Ce Br₃)晶体组成,溴化铈(Ce Br₃)晶体具有发光效率高、能量分辨率好以及具有较低放射性本底等优点。为进一步提升系统探测效率,通过蒙特卡罗数值模拟对三个溴化铈晶体“品”字型和“一”字型排列方式进行了数值模拟与结果分析,得到以“品”字型紧贴着的形式摆放时阵列探测器探测效率最佳。同时还设计了体积为117L,铅室厚度为10cm低本底铅室,屏蔽了约97.93%的自然环境射线,创造了一个超低本底环境。并研究了三个能谱合成叠加的两种方法,通过对两种结果进行高斯拟合比较,发现能量刻度法R~2为0.9914,明显要大于直接相加法R~2的0.9671。能量刻度法合成的谱线所形成峰宽相对变窄,峰形更好。2)通过配制不同浓度KCl溶液(⁴⁰K的活度),对阵列溴化铈(Ce Br₃)探测器水体放射性实时在线监测系统的伽马射线探测效率进行了物理实验验证并且对实验室值与蒙特卡罗数值模拟值进行比较,实现了监测系统的探测效率刻度与放射性核素活度标定。3)通过研究自然水体中天然放射性来源,确定水体中对天然总α、总β放射性活度有贡献的天然放射性的核素。并且建立了水体中对天然总α、总β比活度有贡献的放射性核素的特征γ射线强度与水体天然总α、总β比活度的数学关系,为间接估算水中天然总α、总β比活度值提供了依据。4)对阵列溴化铈(Ce Br₃)探测器水体放射性实时在线监测系统进行初步的应用。该测量系统自2020年11月至2021年1月间对四川某河流域水体开展了监测。监测结果显示,在此期间该河流水中的放射性水平处在正常范围。本文工作解决了高纯锗伽马能谱仪水体放射性监测系统维护与维修成本高难题,采用了操作更为简便、价格更加低廉的溴化铈(Ce Br₃)闪烁体,研制了监测系统装置,实现了初步应用,为未来全国推广打下了坚实的基础。