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X 射线管包含有阳极和阴极两个电极，分别用于用于接受电子轰击的靶材和发射电子的灯丝。两极均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。X 射线管供电部分至少包含有一个使灯丝加热的低压电源和一个给两极施加高电压的高压发生器。当钨丝通过足够的电流使其产生电子云，且有足够的电压（千伏等级）加在阳极和阴极间，使得电子云被拉往阳极。此时电子以高能高速的状态撞击钨靶，高速电子到达靶面，运动突然受到阻止，其动能的一小部分便转化为辐射能，以 X 射线的形式放出，以这种形式产生的辐射称为轫致辐射。改变灯丝电流的大小可以改变灯丝的温度和电子的发射量，从而改变管电流和 X 射线强度的大小。

按照产生电子的方式 ,X 射线管可分为充气管和真空管两类。根据密封材质不同，可分为玻璃管、陶瓷管和金属陶瓷管。根据用途不同，可分为医i疗 X 射线管和工业 X 射线管。根据密封方式不同，可分为开放式 X 射线管和密闭式 X 射线管。开放式 X 射线管在使用过程中需要不断抽真空。密闭式 X 射线管生产 X 射线管时抽真空到一定程度后立即密封，使用过程中无需再次抽真空。

固定阳极X射线管是常用X射线管中简单的一种，其结构由阳极、阴极和固定两极并保持玻璃管内高真空的玻璃壳等三部分组成。阳极由阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄构成。阳极的主要作用使由阳极头的靶面（一般选用钨靶）阻挡高速运动的电子流而产生X射线，并将由此产生的热量辐射或者通过阳极柄传导出去，同时也吸收二次电子和散乱射线。钨合金X射线管工作中产生X射线仅仅利用了不到高速运动电子流1%的能量，因此散热是X射线管很重要的问题。阴极主要由灯丝、聚焦罩（或者称为阴极头）、阴极套和玻璃芯柱等组成。轰击阳极靶的电子束，就是靠热阴极的灯丝（一般都是钨丝）发射出来，在钨合金X射线管高电压加速下经聚焦罩（阴极头）聚焦形成的。高速运动的电子束撞击阳极靶而突然受阻则产生了某段能量连续分布的X射线（其中并有反映阳极靶金属的特征X射线）。

微焦点X射线源是一种为X射线无损检测设计的特殊射线源。焦点避免了X射线图像的模糊不清，并且能够提供非常清晰地放大的图像。即使在三维扫描的情况下，微焦点射线源也能够产生清晰的图像。外部通信采用RS232接口。