量子ビーム
重粒子は素粒子物理学ではバリオンを指すが、量子ビームとしてはイオンビームのうち医療に用いられるものを指すことが多い。重粒子線治療に用いられる重粒子ビームは主に炭素イオンを加速器を使って光速の70%程度に加速したものである。陽子線と同様に体内深部の腫瘍をターゲットとした治療に優れる。重粒子線治療施設はHIMACを初め現在国内に6か所ある。
中性子は、透過力が強く電荷をもたず電気的に中性である。磁気的な性質がつよく磁性体の研究によく用いられる。X線などと同様に非破壊検査や構造解析に用いられる。X線構造解析と組み合わせることで生体物資の中の水素や水分子の位置を特性するのに優れる。人工放射性元素の製造にも利用される。加速器で加速された陽子をターゲットに照射して核破砕反応を起こし発生させたり、原子炉内の核分裂によって発生させる。国内では加速器を用いた中性子発生施設としては茨城県のJ-PARC、原子炉を用いた発生装置としては日本原子力研究開発機構、京都大学複合原子力科学研究所、近畿大学の研究炉がある。