본 발명은 사용후 핵연료 용기의 검증을 위한 시험장치에 관한 것으로, 보다 적은 비용과 시간을 소모하면서 보다 다양한 시험 조건을 용이하게 부여하여 사용후 핵연료 용기로서 요구되는 열적 안정성을 보다 정확하게 검증할 수 있는 사용후 핵연료 용기 열시험장치를 제공하는 것에 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열시험장치는, 상부와 하부가 개방된 내부 공간이 구비된 캐스크본체부, 상기 캐스크본체부의 외부에 소정 간격 이격되어 설치된 외부케이싱부, 및 상기 캐스크본체부와 상기 외부케이싱부의 사이에 구비된 차폐재부를 포함하는 캐스크부재; 상기 캐스크부재의 개방된 상부와 하부에 결합된 단열판; 상기 캐스크부재의 내부에 수용되고 내부에 수용공간이 구비된 용기 형태의 캐니스터부재; 상기 캐니스터부재의 내부에 소정 간격으로 설치되고 다수의 수납구가 구비된 격납부재, 상기 격납부재의 각 수납구에 삽입된 관형의 바스켓부재, 및 상기 바스켓부재의 내부에 설치된 전기히터를 포함하는 바스켓조립체; 및 상기 캐스크부재, 단열판, 캐니스터부재 중 적어도 일측에 설치되어 온도를 검출하는 온도검출수단을 포함하여 구성된다.