Первый в СССР пучок с необходимыми параметрами был получен в апреле 1967 г. на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований. В том же году в Институте теоретической и экспериментальной физики получили второй пучок. Третий - в 1974 г. на синхроциклотроне Ленинградского института ядерной физики АН СССР.

При создании этих экспериментальных установок российскими учеными впервые в практике были решены многие физико-технические задачи. Например, импульсная система вывода пучка частиц из ускорителя ИТЭФ предусматривает размещение короткого «медицинского цикла ускорения протонов (здесь необходима энергия в пятьдесят раз меньше максимальной, которая может быть достигнута в технологической паузе между основными циклами). Были разработаны, спроектированы и изготовлены измерительные системы, необходимое оборудование, автоматическая и полуавтоматическая аппаратура для управления процессом облучения, автоматические системы для проведения дозиметрических измерений с использованием ЭВМ.

После того как были проведены физико-технические и радиобиологические измерения на медицинских пучках, началась клиническая работа. Более трехсот онкологических больных прошли протонное облучение. Результаты оказались обнадеживающими. Во многих случаях удалось полностью избежать или значительно уменьшить нередкие при обычных видах лучевой терапии осложнения, связанные с повреждением соседних с опухолью здоровых тканей. Применение ускоренных протонов в онкологии становится теперь делом практической медицины. Россия заняла одно из ведущих мест в решении этой проблемы.