本发明公开了一种用于核电站液体流出物的氚水浓度实时检测系统，所述实时检测系统至少包括探测器和电子学处理单元，电子学处理单元基于探测器测得闪烁光信号完成氚水中氚浓度测量；其中，所述探测器包括：闪烁体和两个光电倍增管，其中，闪烁体内设有若干流道，各流道一侧与设置于所述探测器表部的进水口相连，各流道的另一侧与设置于所述探测器表部的出水口相连，两光电倍增管分别设置于闪烁体两端，且所述两光电倍增管分别与电子学处理单元相连，当两光电倍增管同时接受到光子时，所述电子学处理单元完成一次信号采集。本实时检测系统在测量前无需处理待测样品，操作简单，且测量时不会产生额外废物，可以在复杂辐射环境中测量氚水浓度。