본 발명은 인공신경망 기반 방사선원 방향탐지장치에 관한 것으로, 원방향을 따라 배열되며, 방사선원으로부터 방사되는 방사선을 검출하여 제1 방사선값으로 출력하는 다수개의 제1 방사선 검출기; 상기 제1 방사선 검출기 위에 위치하여 원방향을 따라 배열되며, 방사선원으로부터 방사되는 방사선을 검출하여 제2 방사선값으로 출력하는 다수개의 제2 방사선 검출기; 및 입력층, 은닉층 및 출력층으로 이루어진 인공신경망으로 구성된 알고리즘을 탑재하여, 상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 제1 및 제2 방사선값으로부터 방사선원의 방향탐지값을 출력하는 컴퓨터수단을 포함한다. 본 발명에 의하면, 인공신경망 및 콜리메이터를 이용하여 근거리 뿐만 아니라 원거리 방사선원의 방향도 효과적으로 탐지할 수 있다.