एक्स-रे, एक्स-रे नली से उत्पन्न होती हैं, जो एक उच्च वेग के लिये एक गर्म कैथोड द्वारा मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति बढ़ाने के लिये एक उच्च वोल्टेज का प्रयोग करने वाली एक वैक्यूम ट्यूब है। उच्च वेग वाले इलेक्ट्रॉन, एनोड नामक एक धात्विक लक्ष्य से टकराते हैं, जिससे एक्स-रे का निर्माण होता है। चिकित्सीय एक्स-रे नलियों में लक्ष्य आम तौर पर टंगस्टन या रेनियम (5%) और टंगस्टन (95%) का एक अति प्रतिरोधी मिश्र धातु होता है, लेकिन कभी-कभी अधिक विशेष अनुप्रयोगों के लिए मॉलिब्डेनम होता है, जैसे - मैमोग्राफी में जब मृदु एक्स-रे की जरूरत पड़ती है। क्रिस्टलोग्राफी में, एक तांबे का लक्ष्य सबसे आम है, जिसके साथ अक्सर कोबाल्ट का प्रयोग किया जाता है जब नमूने में लौह पदार्थ की प्रतिदीप्ति से अन्यथा एक समस्या उत्पन्न हो सकती है।

उत्पन्न एक्स-रे के फोटॉन की अधिकतम ऊर्जा घटित 
इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा द्वारा सीमित होती है, जो नली के वोल्टेज के बराबर होता है, इसलिए 80 केवी वाली एक नली 80 किलो इलेक्ट्रो वोल्ट अधिक ऊर्जा वाली एक्स-रे का निर्माण नहीं कर सकती है। जब इलेक्ट्रॉन, लक्ष्य पर प्रहार करते हैं, तब दो अलग-अलग परमाण्विक प्रक्रियाओं द्वारा एक्स-रे का निर्माण होता है:
इसलिए एक नली के परिणामी उत्पाद में नली के वोल्टेज पर शून्य तक गिरने वाला एक सतत ब्रेम्सस्ट्रॉलंग वर्णक्रम और साथ में अभिलाक्षणिक रेखाओं पर कई स्पाइक होते हैं। नैदानिक एक्स-रे नलियों में प्रयुक्त वोल्टेज और इस तरह एक्स-रे की उच्चतम ऊर्जा लगभग 20 से 150 केवी तक होती है।

चिकित्सीय नैदानिक अनुप्रयोगों में, कम ऊर्जा वाली (मृदु) एक्स-रे अवांछित होती हैं क्योंकि शरीर उन्हें पूरी तरह अवशोषित कर लेता है, जिससे मात्रा बढ़ाने की आवश्यकता पड़ती है। इसलिए, एक पतली धात्विक शीट, अक्सर एल्यूमीनियम की शीट या चादर, जिसे एक्स-रे फिल्टर कहा जाता है, को आम तौर पर एक्स-रे नली की खिड़की पर रखा जाता है, जो वर्णक्रम में कम ऊर्जा वाले घटकों को फिल्टर करती है। इसे बीम का "सख्तीकरण" कहते हैं।

एक्स-रे के उत्पादन की ये दोनों प्रक्रियाएं बहुत अक्षम हैं, इनकी उत्पादन क्षमता केवल एक प्रतिशत के आसपास है और इसलिए, एक्स-रे की एक प्रयोग करने योग्य प्रवाह का उत्पादन करने के लिए, इनपुट के रूप में प्रविष्ट की जाने वाली विद्युत् शक्ति के एक उच्च प्रतिशत को अपशिष्ट ऊष्मा के रूप में मुक्त किया जाता है। एक्स-रे नली का डिजाइन ऐसा होना चाहिए कि यह इस अतिरिक्त ऊष्मा को फैला सके।

विकृति विज्ञान के एक व्यापक वर्णक्रम की पहचान करने के लिए एक्स-रे के इस्तेमाल से प्राप्त रेडियोग्राफ का इस्तेमाल किया जा सकता है। चूंकि चिकित्सीय अनुप्रयोगों में जिन शारीरिक संरचनाओं का चित्रण किया जा रहा होता है, वे एक्स-रे के तरंगदैर्घ्य की तुलना में बड़ी होती हैं, अतः एक्स-रे को तरंगों के बजाय कणों के रूप में विश्लेषित किया जा सकता है। (यह एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी के विपरीत है, जहां उनकी तरंग जैसी प्रकृति अधिक महत्वपूर्ण होती है क्योंकि तरंगदैर्ध्य, चित्रित की जा रही संरचनाओं के आकारों के तुलनीय होता है।)

मानव या पशु अस्थियों के एक्स-रे का एक चित्र बनाने के लिए, लघु एक्स-रे स्पंदन, शरीर या अंग को प्रकाशित करते हैं और इसके पीछे रेडियोग्राफिक फिल्म रखी होती है। उपस्थित कोई भी अस्थियां प्रकाश विद्युत् प्रक्रियाओं द्वारा एक्स-रे के अधिकांश फोटॉन को अवशोषित कर लेती हैं। इसकी वजह यह है कि अस्थियों में मृदु ऊतकों की तुलना में उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व होता है। [ध्यान दें कि अस्थियों में कैल्शियम (20 इलेक्ट्रॉन प्रति परमाणु), पोटैशियम (19 इलेक्ट्रॉन प्रति परमाणु), मैग्नेशियम (12 इलेक्ट्रॉन प्रति परमाणु) और फॉस्फरस (15 इलेक्ट्रॉन प्रति परमाणु) की मात्रा का प्रतिशत उच्च होता है। मांस से होकर गुजरने वाली एक्स-रे फोटोग्राफिक फिल्म में एक गुप्त तस्वीर छोड़ जाती हैं। जब फिल्म को डेवलप किया जाता है, उस समय उच्च एक्स-रे अनावरण के समतुल्य तस्वीर के भाग गहरे रंग के होते हैं, जो फिल्म पर अस्थियों की सफ़ेद छाया छोड़ जाते हैं।

धमनियों और शिराओं (एंजियोग्राफी) सहित, हृदयवाहिनी तंत्र की एक छवि उत्पन्न करने के लिए, एक इच्छित संरचनात्मक क्षेत्र की एक आरंभिक छवि ली जाती है। इस क्षेत्र के भीतर की रक्त वाहिनियों में आयोडीनीकृत विपरीत रंग प्रविष्ट करने के बाद इसी क्षेत्र की तब एक दूसरी छवि ली जाती है। इन दोनों चित्रों को तब डिजिटल रूप में घटाया जाता है, जिससे केवल रक्त वाहिनियों की रूपरेखा वाला आयोडीनीकृत रंग शेष रह जाता है। इसके बाद रेडियोलॉजिस्ट या शल्य-चिकित्सक प्राप्त की गई इस छवि की तुलना सामान्य संरचनात्मक चित्रों से करता है, ताकि यह ज्ञात किया जा सके कि क्या रक्तवाहिनी को कोई क्षति पहुंची है या इसमें कोई अवरोध है।

एक्स-रे का एक विशेषीकृत स्रोत, जो अनुसंधान में व्यापक रूप से प्रयुक्त स्रोत बनता जा रहा है, सिंक्रोटॉन विकिरण है, जिसे कण त्वरकों द्वारा उत्पन्न किया जाता है। इसकी अद्वितीय विशेषताएं - एक्स-रे नलियों के परिमाण से कहीं अधिक एक्स-रे उत्पादों का परिमाण, व्यापक एक्स-रे स्पेक्ट्रा, उत्कृष्ट समान्तरण और रैखिक ध्रुवीकरण हैं। ब्व्फ्गेत

निकोला टेस्ला
अन्य उपयोग
चिकित्सीय भौतिकी
मानव आंख के लिए दर्शनीयता