Trong y học hạt nhân, ngoài đại lượng Liều hấp thụ (D, đơn vị Gray - Gy) dùng để đo năng lượng bức xạ truyền cho 1 kg vật chất \((D=E/m)\), người ta còn dùng đại lượng Liều tương đương (H, đơn vị Sievert Sv) để đánh giá mức độ tổn thương sinh học. Công thức liên hệ là: \(H=D{ω}_{R}\), trong đó \({ω}_{R}\) là hệ số phẩm chất (hay trọng số bức xạ), phụ thuộc vào loại tia. Với tia X, gamma, beta thì \({ω}_{R}=1\); với proton thì \({ω}_{R}=2\).

Xạ trị proton là phương pháp tiên tiến sử dụng chùm hạt proton năng lượng cao thay vì tia \(X\) hay gamma. Điểm ưu việt của nó là "đỉnh Bragg": proton giải phóng phần lớn năng lượng tại đúng vị trí khối u rồi dừng lại, giảm tối đa tổn thương cho mô lành phía sau.
Một máy gia tốc Cyclotron bắn chùm hạt proton có động năng \(K=230MeV\left. 1MeV=1,{6.10}^{-13} \right.\) J) vào một khối u nặng \(m=5g\). Trong một lần điều trị, người ta bắn vào \({10}^{10}\) hạt và khối u hấp thụ hoàn toàn năng lượng.