O mecanismo biológico de matar células tumorais por γ-rays produzidos por partículas radioactivas é principalmente a acção directa dos raios de alta transferência linear de energia (LET) sobre as moléculas de ADN das células tumorais para fazer com que os filamentos das moléculas de ADN rompam filamentos simples, rompam ligações duplas e percam a capacidade de reprodução, conseguindo assim um efeito terapêutico mais completo. As principais vantagens da radioterapia externa são as seguintes: (1) Embora o equipamento de radioterapia externa esteja a avançar rapidamente, o tratamento de tumores malignos intratorácicos que se movem para cima e para baixo por respiração ainda tem o defeito de dose de radiação desigual, e a intensidade da fonte de radiação é demasiado grande, causando complicações mais óbvias para o corpo do paciente; enquanto as partículas da “faca de partículas” são plantadas directamente no corpo do tumor. A dose de radiação é uniforme e não afectada pela actividade, e raramente danifica os tecidos normais. (2) A radioterapia externa não evita as deficiências de curta duração fraccionada. A curta duração fraccionada da radioterapia externa só pode tratar células numa parte do ciclo de reprodução do tumor. Após a irradiação, as células tumorais noutras fases do ciclo podem ainda recuperar rapidamente a sua capacidade reprodutiva. Qualquer estimulação das células tumorais pode estimular a transformação de células quiescentes em células activas, e o tempo de multiplicação celular é significativamente reduzido, pelo que ainda podem crescer rapidamente no intervalo entre as sessões de irradiação, o que afecta directamente o efeito terapêutico da radioterapia externa. Em contraste, as partículas da Faca de Partículas continuam efectivamente a irradiar células tumorais no tumor durante até 180 dias, matando todas as células tumorais.