日本福岛发生7级重大核泄露事故后,对海洋环境造成了严重的破坏,对国际社会造成的社会恐慌一直延续至今。我国近些年建成了大量的核电站,能够实时发现海洋放射性污染的监测系统变得尤为重要。目前我国海洋放射性监测的主要手段是在重点监测海域采样并带回实验室进行分析,这种方法周期较长,并且难以对放射性污染起到预警的作用,海水原位γ能谱测量是将带有探测器的探测系统直接放入目标海域中,实时连续地监测海水的放射性数据。首先建立了Na I（Tl）探测器模型,并进行了相应的Monte Carlo模拟,将模拟后的能谱曲线与实际测量的137Cs体源γ能谱图对比后可以发现,模拟能谱图的主要特征,包括全能峰的峰位、康普顿坪、散射峰等均与实验得出的基本吻合,模拟得到的探测效率、最小探测活度均和实验结果吻合。说明使用Monte Carlo模拟海水原位γ能谱的方法是可行的。在此基础上,分别模拟了常见的人工放射性元素137Cs、131I和60Co海水体源和点源的响应能谱,对比两种能谱可以看出在73ke V的低能端,因为康普顿散射效应占据了主导地位,出现了较大的散射峰。其次建立了137Cs点源的Na I（Tl）探测器模型,通过Monte Carlo模拟不同晶体尺寸、不同封装材料与最小活度、探测效率的关系。当Na I（Tl）晶体尺寸为4英寸时,最小探测活度达到了0.046Bq/L。任何的封装材料都会对探测有一定的影响,探测效率和最小探测活度都与材料的厚度成线性关系,通过模拟的结果可知聚乙烯是较好的封装材料之一。最后为减少放射性探测器布放得太深或者太浅分别会受到海床本底辐射和宇宙射线及宇宙射线的次生射线影响,设计了一种压水式的海水γ能谱监测浮标,并建立浮标的Monte Carlo模型。通过调整压水仓的材料及厚度,分别模拟最小探测活度、探测效率可以得出,当压水仓外壳材料为20mm的钨镍合金,压水仓高度大于2m时,探测效率接近于0,说明对于137Cs具有良好的屏蔽效果。