Protonen sind die erprobteste Form der Ionenstrahlung. Zu letzterer gehört auch die Bestrahlung mit Schwerionen (Heavy Ions). Schwerionen werden oft als „besser“ bezeichnet, weil sie eine neuere noch nicht so bekannte Variante in der Strahlentherapie sind. Tatsache ist jedoch, dass es sich vorerst um eine experimentelle Methode handelt. Zur Anwendung kommen hier hauptsächlich Kohlenstoff-Ionen. Die Schwerionen haben zwar eine geringere seitliche Streuung, hinter dem Tumor entsteht jedoch durch Platzen der Ionen selbst ein radioaktiver „Streustrahlungsschwanz“, der die Präzision wieder zunichtemacht. Die Hoffnung, höhere Tumordosen bei Schonung des gesunden Gewebes zu erreichen, erfüllte sich nicht, da ihre höhere biologische Wirksamkeit, im Gegensatz zur Protonenbestrahlung, nicht im, sondern um den Tumor herum liegt: „Die höhere biologische Wirkung der Schwerionen am Ende ihrer Laufstrecke tritt nur bei niedrigen Dosen auf, nicht mehr im Tumor“.