Медицинские физики работают в лечебно-профилактических учреждениях, подведомственных Минздраву России, главным образом в онкологических и радиологических клиниках. Медицинские физики - уникальные специалисты, обладающие знаниями, умением и навыками одновременно в области клинической онкологии, радиационной физики и IТ-технологий. Они непосредственно участвуют в процессах диагностики и лечения больных с использованием источников ионизирующих и неионизирующих излучений, в том числе проводят дозиметрическое планирование терапевтического облучения, обеспечивают радиационную безопасность пациентов и персонала, работают на сложных высокотехнологичных установках для диагностики и терапии. Без участия медицинских физиков высокотехнологичная медицина невозможна. В процессе своей профессиональной деятельности медицинские физики обеспечивают успешную реализацию принятой Правительством РФ Национальной стратегии по борьбе с онкологическими заболеваниями на долгосрочный период до 2030 года, а также Федерального проекта «Борьба с онкологическими заболеваниями» в рамках Национального проекта «Здравоохранение».

1948 год стал знаковым для развития в онкодиспансере лучевой терапии. До этого онкологические больные получали только поверхностную рентгенотерапию в Больничном городке. В 1948 году были получены Кюри-элементы. Умелыми руками Курочкина Н.Н. из разных частей был собран первый рентгенотерапевтический аппарат на 180 киловольт, который был помещен в клепаный корпус из листового железа и несколько походил на печку-«буржуйку». «Печка» тогда казалась чудом техники, и в умелых руках медработников диспансера вылечила от рака немало больных. Это значительно облегчило работу врачей, так как появилась возможность проводить комбинированное лечение рака шейки матки, а также Кюри-терапию рака кожи. 
Радиологическое отделение, расположенное на территории, которую занимает диспансер в настоящее время, было открыто в 1966 году. Первоначально корпус находился по адресу улица 15 лет Октября, дом 57/37, что в 11 километрах от зданий онкодиспансера, расположенных на улице Софьи Перовской. Это было одно из первых радиологических отделений в стране (на 60 коек). Отделение было оснащено двумя рентгенотерапевтическими аппаратами «РУМ-7» и «РУМ-3», а также аппаратами «Рокус» и «ГУТ-Со60-400».
 Отделением заведовала Малунеева З.А. Ее помощниками были врачи Каледин В.Г., Стороженко Л.В., Крылова Р.В., Образцова Т.А., Кучумова М.П., Широков В.А. Гинекологами-радиологами работали Федорова А.А., Кондратьева Е.С. В лучевом отделении сложнейшая, по тем временам, аппаратура требовала строгой дисциплины и больших знаний персонала. Там работали одни из лучших медицинских сестер диспансера: Кудряшова В.Г., Соловьева В.П., Керницкая Н.П., Коллектив отделения невозможно было представить без опытной сестры-хозяйки Семеновой Н.П. 
Первоначально отделение состояло из блоков закрытых и открытых источников. Здесь же находилось отделение обменного фонда, где проходили лучевое лечение больные до и после операции на молочной железе. В отделение пациентки доставлялись на санитарной машине из корпусов «старого» диспансера. В блоке закрытых источников находились каньоны для гамма-установок «РОКУС», «Луч» и палаты для проведения сеансов внутриполостной гамма-терапии онкогинекологическим больным. Для пребывания больных этой категории в блоке имелись специальные «активные» палаты. В отделении располагался рентгеновский кабинет, где топометрическую подготовку больных к лечению проводили инженеры-физики Забелин Л.А., Шиленкин Ю.Е., Бородин В. Работал также кабинет близкофокусной рентгенотерапии, где получали лечение больные с опухолями кожи, вульвы и метастазами в послеоперационные рубцы. 
В блоке открытых источников с 1966 года находилась радиоизотопная лаборатория, заведующий Каледин В.Г. Здесь с использованием жидких изотопов проводились исследования функции почек, щитовидной железы, изучалось состояние лимфатической системы у онкологических больных. Вскоре с получением гамма-камеры появилась возможность проводить исследование костной системы на наличие метастазов опухоли. 
С 1983 по 1993 годы врачом-радиологом изотопной лаборатории трудился Кононов Г.Н. В лаборатории также работали врачи Кузьминский С., Немцова Г.А. Медсестрами блока открытых изотопов трудились Иванова Т.М., Куликова Н.П., Юркина Г.Н., Матвеева И.Ю., Шевченко Т.Н., Виноградова Т.В., Шарапова Т. Постепенно материально-техническая база отделения пополнялась новыми установками. Появились аппараты для внутриполостной гамма-терапии «Агат В» и «Агат ВУ», в которых использовались источники высокой активности. На установках «Рокус», «Рокус М», «Агат Р» применялись не только статический, но и подвижный (ротационный) методы лечения. 
В то время отделение работало в три смены, коечного фонда не хватало, амбулаторное лечение получали, в основном, жители города Калинина. В 1990 году к радиологическому корпусу было пристроено трехэтажное здание, в результате чего коечная мощность отделения увеличилось с 60 до 100 коек. Появились новые гамма-терапевтические установки (Агат-Р1, «Theratron 80», «Multisource HDR»), которые позволили широко использовать лучевую терапию не только как самостоятельный метод лечения, но и в комбинации с хирургическим и лекарственным методами. В настоящее время в отделении проводится лучевая терапия больным со всеми локализациями опухолей; 40 коек отведено для онкогинекологических пациентов. Имеется 10 коек дневного стационара. 
В 2014 году завершено строительство корпуса лучевой терапии, на первом этаже которого размещены блок внутриполостной терапии с двумя новыми аппаратами брахитерапии «Multisource HDR», МРТ, топометрический аппарат КТ, блок дистанционной гамма-терапии. На втором этаже располагаются 2 поста и койки для онкогинекологических больных. Дистанционную гамма-терапию пациенты получают в том числе на современном аппарате «Theratron 100». В 2015 году в практику внедрена близкофокусная рентгенотерапия («Xtrachl 200»), которая с успехом применяется при лечении рака кожи, нижней губы на ранних стадиях заболевания, а также при злокачественных опухолях вульвы. Используется 3D-система планирования Xio. Врачебный персонал отделения намерен освоить передовые методики конформной терапии и IMRT для работы на линейном ускорителе Elekta Synergy, который базируется здесь же. В отделении также проводится лучевая терапия рака шейки матки на фоне радиосенсибилизации препаратами платины, а также лучевое лечение злокачественных новообразований предстательной железы в сочетании с гормонотерапией. 
Таким образом, в настоящее время в регионе решена задача оказания равноквалифицированной радиотерапевтической помощи онкологическим больным вне зависимости от места их проживания. В диспансере созданы максимально комфортные условия для современного лучевого лечения пациентов на качественно новом уровне с использованием высокотехнологичных аппаратов, инновационных методик предлучевой топометрической подготовки, радиомодификаторов. Ежегодно лучевую терапию получают около 1200 больных. 
Работа отделения за время его существования требовала огромных усилий всего медицинского персонала. Многие сотрудники подразделения отдали этой работе не один десяток лет. Первой заведующей радиологическим отделением была Малунеева З.А., в последствии подразделением руководили Каледин В.Г., Образцова Т.А., Саутин М.В., Болошов А.Н. Следует вспомнить также врачей Широкова В.Н., Стороженко Л.В., Федорову А.А., Кондратьеву Е.С., Крылову Р.В., Еремеева В.И., Кучумову М.Б., Брейтман Н.М., Савину М.Д., Золину Е.С., Шуминову Н.П., Плясенко Г.А., Острогскую С.М., Слесарева Г.Ф., Буданова А.Н., Коваленко Леонида Федоровича, Емашеву О.А., Кривошейкину А.В. В подготовке больных к лечению докторам помогают физики-эксперты, медицинские физики и инженер-физик. 
Эксплуатацию медицинского и информационного оборудования, а также контроль радиационной безопасности в отделении обеспечивают инженеры-радиологи. Первой старшей медсестрой отделения была Северьянова Т.М., затем средним и младшим медперсоналом руководили Никитина Л.П., Григорьева Л.Ф., Коваленко Любовь Федоровна, Голубкова В.А., Баталина В.А., Белозерова Н.В., имеющая высшее сестринское образование. С 2019 года исполняющей обязанности старшей медицинской сестры отделения назначена грамотный, высококвалифицированный специалист Тимуршина Ольга Алексеевна. 
Многие из медицинских сестер являются опытными сотрудниками, наставниками молодежи, работают в отделении длительное время. Чистоту и порядок в многочисленных помещениях отделения поддерживают санитарки и сестры-хозяйки, За питанием пациентов следят сестры-буфетчицы.