La principale limitazione nell'uso di questa tecnica consiste nel fatto che le cellule di tumori solidi risultano essere in debito di ossigeno (ipossia) e questo le rende tanto più resistenti alle radiazioni quanto minore è la presenza di ossigeno. L'ossigeno contribuisce a rendere meno riparabile il danno biologico causato dai radicali liberi generati dalle ionizzazioni, e interagisce con gli atomi di idrogeno H+ liberi creando ossidanti OHx: questo inibisce la reazione di ritorno che altrimenti si avrebbe (da Hx+OHx ad H2O).