La radioterapia consiste nella somministrazione di dosi di radiazione localizzate per la cura di alcune malattie, in particolare dei tumori. Essa utilizza elettroni o raggi gamma per l’eliminazione delle cellule tumorali, causando però danno ai tessuti sani circonstanti la zona da irradiare. Tale danno può essere acuto o manifestarsi anche nel tempo, in dipendenza della radiosensibilità dei tessuti coinvolti. La Protonterapia (inclusa nella Adroterapia, che impiega sia protoni che ioni leggeri) utilizza invece i protoni i quali, grazie alla loro selettività spaziale, permettono di ottenere una dose altamente conformata al sito bersaglio, con minore rilascio verso i tessuti sani, e conseguente netta riduzione degli effetti secondari tardivi. 
Lo sviluppo di acceleratori di particelle per usi medicali è tra le attività ENEA volte all’utilizzo di nuove tecnologie nelle applicazioni delle radiazioni ionizzanti.  Da più di venti anni esistono collaborazioni per la diffusione dell’adroterapia  e della protonterapia  con diversi istituti di ricerca (ISS, IFO, CERN), per la realizzazione di macchine per radioterapia classica e intraoperatoria (IORT). Nell’ambito di un protocollo di intesa con la Regione Lazio, nel 2010 è divenuto operativo il progetto TOP-IMPLART, che coinvolge in prima linea  la Divisione TECS, per la realizzazione di un prototipo di acceleratore lineare di protoni innovativo (fino a 150 MeV), alla base di una futura facility per l’utilizzo di protoni nel settore dell’oncologia medica, contenente elementi di sviluppo dell’acceleratore, della dosimetria e della radiobiologia.

Ad oggi, le attività sono state espletate regolarmente dall’inizio attività ed hanno condotto alla progettazione esecutiva dell’acceleratore fino a 35 MeV mediante sistemi SCDTL (Brevetto ENEA) e alla realizzazione dei primi 3 moduli fino a 27 MeV. La divisione TECS, in collaborazione con le unità FSN-TECFIS ed IRP) svolge sperimentazione funzionale alla caratterizzazione delle proprietà del fascio propedeutica all’impiego in campo clinico.