Широкое развитие ядерно-физических методов в медицине выдвигает на первый план вопросы обеспечения терапевтической эффективности и безопасности воздействия ионизирующего излучения на живые ткани. Обзор посвящён современному состоянию моделирования механизмов клеточной гибели под воздействием ионизирующего излучения в контексте его использования в лучевой терапии онкологических заболеваний. Рассмотрен спектр моделей от аналитических, ориентированных на формат "доза —ответ", до механистических моделей Монте-Карло, дающих картину повреждения ДНК на основании физических и физико-химических процессов взаимодействия ионизирующего излучения с биологическими тканями. Особый акцент сделан на практическом использовании вычислительных схем в задачах планирования лучевой терапии пучками фотонов и адронов. Отдельное внимание уделено новому и перспективному направлению радиосенсибилизации наночастицами в применении к современным бинарным технологиям адронной терапии.