核能的发展往往伴随着放射性废物的产生,在核设施释放到环境中的放射性废物中,氚是最重要的放射性核素之一。出于辐射防护和氚安全的要求,氚的浓度需要被监测。由于氚是一种低能β发射体,其衰变产生能量较低的β射线,通常情况下这些β射线在水中的射程只有几个微米,所以水中氚的浓度监测较为困难。为了解决传统液闪仪进行氚水浓度连续监测时高成本的问题以及避免探测过程中额外有机放射性废物的产生,本文设计了基于固体闪烁体CaF2（Eu）的氚水探测系统。CaF2（Eu）是一种对β辐射敏感的闪烁体材料,其记录β辐射的效率很高。由于其不溶于水的特性和优良的发光性能,CaF2（Eu）常被用于水中β粒子的探测。通过Geant4进行蒙特卡罗模拟,本文完成了两种基于CaF2（Eu）固体闪烁体的在线氚水探测系统的设计,并完成了探测器几何结构的优化。其中,基于CaF2（Eu）闪烁体的薄片型探测系统具有较高的探测效率,而基于CaF2（Eu）中通管道型探测系统则具有较好的氚水流通性。基于CaF2（Eu）闪烁体的薄片型探测系统主要组成部分包括闪烁体薄片、样品室、反光铝箔、光电倍增管、光学窗和符合探测系统等部件。对于薄片型闪烁体氚水探测系统而言,多样品室的并列设计可以提高探测系统的计数率并降低探测下限。该氚水探测系统的探测下限在10min的计数时间下可达7.46 Bq/mL,可以满足10 Bq/mL低浓度氚水的探测需求。中通管道型的CaF2（Eu）固闪计数器的设计使得氚水能够在其中流通,从而大大地改善了固闪测氚系统在线测氚的可行性。通过增加探测单元的长度或者增加探测单元的个数,可以进一步提高该探测系统的探测性能,从而达到在线测量低浓度流动氚水的目标。