北京大学肿瘤医院放疗科始建于1976年，同年，我国第一台直线加速器在这里自主研制成功。
放疗科2000年即在国内较早开始开展三维立体定向适形放疗， 2004年在北京市率先开展三维适形动态调强放射治疗，迄今采用调强放疗技术治疗患者超过13000例，并取得良好的疗效。2008年放疗科引进了具有新功能的后装治疗机、大孔径CT定位机和20套先进的治疗计划系统， 2009年国内第一台VMAT在我放疗投入使用;2011年国内第一台True Beam投入使用;2012年引进国内首套大孔径核磁定位系统放射，在放疗设备的配置方面达到了国际先进水平。
目前放疗科拥有直线加速器5台(包括国际先进的Rapid-Arc及True Beam放疗系统)，后装治疗机1台，治疗计划系统20余套，CT定位机及MRI定位机各一台，浅部热疗机、深部热疗机和全身热疗机各1台。
科室现有医生、物理师、技术员和护士78名，其中主任医师5名、副主任医师8名、副主任技师1名。 每年收治近3000例患者，在多种常见肿瘤如头颈肿瘤、肺癌、消化道肿瘤、淋巴瘤、乳腺癌、软组织肿瘤等的放疗及综合治疗方面达国内先进或水平，在肿瘤基因治疗结合放疗、热疗的科研和临床方面达国际水平。
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