본 발명의 일 실시예에 따른 사용후 핵연료집합체 내에서의 핵연료봉 결손검출장치는, 사용후 핵연료집합체 내부에 존재하는 핵연료봉에 의한 측정신호를 획득하는 신호 획득부; 상기 신호 획득부에서 획득한 측정신호를 재구성하여 상기 사용후 핵연료집합체 내부의 핵연료봉의 재구성영상을 생성하는 재구성영상 생성부; 상기 재구성영상에 상기 사용후 핵연료집합체 내부의 기준영상인 그라운드 트루스 영상(Ground Truth Image)을 아다마르 곱(Hadamard product)을 수행하여 가공영상을 생성하는 가공영상 생성부; 및 상기 가공영상의 각 픽셀의 강도 및 미리 설정된 값과의 비교 결과에 기초하여 영상처리를 수행하여 최종영상을 생성하는 영상처리부;를 포함한다.