본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료집합체의 방출단층 촬영장치는 미리 설정된 간격으로 배열된 복수 개의 연료봉을 수용하는 사용후 핵연료 집합체의 단층영상을 획득하기 위한 핵연료집합체의 방출단층 촬영장치에 관한 것으로, 상기 사용후 핵연료집합체가 안착되는 안착부; 상기 안착부를 중심으로 상호 대향되도록 이격 배치되되, 상기 사용후 핵연료집합체에서 방사되는 감마선을 검출하는 제1 및 제2 감마선 검출모듈; 및 상기 제1 및 제2 감마선 검출모듈 중 적어도 하나의 검출값에 기초하여 상기 사용후 핵연료집합체의 단층영상을 생성하는 단층영상 생성모듈;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 감마선 검출모듈은 상기 사용후 핵연료집합체의 중심을 회전축으로 하여 회전하면서 상기 핵연료집합체로부터 방사되는 감마선을 검출하고, 상기 단층영상 생성모듈은 상기 제1 및 제2 감마선 검출모듈의 회전 각도에 따른 상기 감마선의 1차원 투사영상에 기초하여 상기 사용후 핵연료집합체의 단층영상을 획득한다.