辐照育种始于20世纪30年代，早期辐照育种主要以X射线为诱变源，逐渐发展到X射线、γ射线、β射线、中子、激光、电子束、紫外线等，60Co-γ射线是最常用的辐射诱变源。运用辐射诱变育种技术，在农作物、观赏植物、林木和果树中陆续育成了大批新品种。但传统辐照育种存在M1代存活率低，M2代突变谱窄，重复性和方向性差等缺点。
 
重离子束的剂量沉积具有典型的Bragg峰，同时还具有传能线密度大，相对生物效应高，损伤后修复效应小等其他常规辐射源所没有的优势，这些优势表现为突变率高、突变谱广、突变快、突变体稳定遗传周期短等，重离子束被誉为先进的辐射诱变源，在农业、微生物研究领域中具有独特的地位。
 
中国科学院近代物理研究所从上世纪90年代开始利用兰州重离子研究装置提供的重离子束进行多种作物辐射诱变工作，选育出9个春小麦稳定突变新品系及“陇辐2号”小麦新品种，“陇辐2号”累计推广面积达800多万亩，取得经济效益7.9亿元。选育出大丽花新突变材料“新兴白”和“新兴红”;筛选到叶片明显增大的苜蓿和早熟、抗病、增产、矮秆的玉米M3代新品系近百份;对马铃薯、新疆白皮脆瓜、荷兰豆、牧草、当归、黄芪、牵牛花等植物的辐照，都获得了相应的有益突变株系，具有推广价值。近年来，利用重离子诱变技术选育出的甜高粱早熟品种及紫露草菜叶突变品种经甘肃省科技厅组织的科技成果鉴定，均达国际先进水平。
 
从2000年开始利用兰州重离子研究装置提供的重离子束进行微生物的辐射诱变工作，已选育出高产柠檬酸生产菌种(黑曲霉H4002号)、阿维链霉菌(AV203)、酵母多糖生产菌、青贮饲料植物乳酸菌等多个优良新菌种;用重离子束辐照选育的微生物优良菌种有其发酵工艺技术已在6个企业的生产线上得到应用，取得了可观的经济效益，多项科技成果经甘肃省科技厅组织的科技成果鉴定，均达国际先进水平。
 
利用重离子诱变育种技术选育出的各种突变种质、新品种和新菌种，可解决人类在粮食安全、能源安全、环境保护以及微生物发酵生产等方面的困境，同时可带来很好的经济效益和社会效益。