X线的产生是高速电子和阳极靶物质的原子相互作用中能量转换的结果。X线的产生是利用了靶物质的三个特性：即核电场、轨道电子结合能和原子存在于最低能级的需要。

当X线管的电子束和钨靶相互作用时，每一个电子的能量等于它的电荷乘以X线管电压，即E=eV。E=电子能量/e=电子电荷/v=X线管电压（kVp）。因为，电子的电荷不变（e=1.60×10 ^-19库伦），那么增加管电压，将会增加电子的能量（E）。X线管电压用kVp来表示，它是指给电子加速的最大管电压，而用keV表示电子的能量。实际上，当管电压为100kVp时，电子束中只有很少数的电子能得到100keV的能量，而大多数的电子能量都小于100keV。这是因为，X线管电压不是恒定的，而是脉动的。例如：在一个单相全波整流的电路中，电压从0到峰值的变化为100次/秒，这就造成冲击钨靶的电子能量有所不同。

在X线诊断学所使用的X线能量范围内，X线有两种不同的放射方式，即连续放射和特征放射。

连续放射又称韧致放射，是高速电子与靶物质原子核作用的结果。当高速电子接近原子核时，受核电场（正电荷）的吸引，偏离原有方向，丢失能量而减速。此时电子所丢失的能量直接以光子的形式放射出来，这种放射叫连续放射（图1-1-4）。

连续放射产生的X线是一束波长不等的混合线，其X线光子的能量取定于：电子接近核的情况、电子的能量和核电荷。

如果一个电子与原子核相撞，其全部动能丢失转换为X线光子，其最短波长（λ _min）为

例如，管电压是100kVp，电子能获得的最大能量是100keV，其产生的最短波长是λ _min=1.24/100=0.0124nm。但是，其余大部分X线波长都比最短波长长得多。连续X线的最强波长是最短波长的1.3～1.5倍。连续X线的波谱将随管电压升高而变化。

管电压升高时，最短波长向短波一侧移动；

管电压升高时，强度曲线向短波一侧移动；

管电压升高时，最强波长向短波一侧移动；

管电压升高时，产生的X线总能量将以管电压二次方比例增大；

阳极靶物质的原子序数大时，X线总能量增大；

X线总能量将随管电流的增大而提高。

可见连续X线波长仅与管电压有关，管电压越高，产生的X线波长愈短。

特征放射又称标识放射，是高速电子击脱靶物质原子的内层轨道电子，而产生的一种放射方式。一个常态的原子经常处于最低能级状态，它永远保持其内层轨道电子是满员的。当靶物质原子的K层电子被高速电子击脱时，K层电子的空缺将由外层电子跃迁补充，外层电子能级高，内层电子能级低。高能级向低能级跃迁，多余的能量作为X线光子释放出来，产生K系特征放射。若是L层发生电子空缺，外层电子跃迁时释放的X线，称L系特征放射（图1-1-5）。

特征放射的X线光子能量与冲击靶物质的高速电子能量无关，只服从于靶物质的原子特性。同种靶物质的K系特征放射波长为一定数值。管电压在70kVp以上，钨靶才能产生特征X线。

由于特征X线是在原子轨道电子跃迁中产生的。因此，无论产生电子空位的原因如何，也无论造成这种空缺的冲击电子的能量大小，只要能造成空缺，则产生的特征X线都是一样的。例如，X线球管靶物质钨的K层电子结合能为69.5keV，具有70keV以上能量的冲击电子都可以击脱K层电子，而产生特征X线。但是，高速电子必须具有能击脱K层电子的最低能量，也即具有一个最低的激发电压，也称限界电压。

在以钨靶X线球管产生的X线诊断能量范围内，特征放射产生的几率与管电压的关系大致为：

70kVp以下，不产生K特征X线；

80～150kVp，K系特征X线占10%～28%；

150kVp以上，特征X线减少。

从X线管发射出来的X线是一束由连续X线和特征X线组成的混合射线，特征X线是叠加在连续X线能谱内的（图1-1-6）。