Comenzaré con una pequeña introducción sobre cómo funciona un tubo de rayos X:
El funcionamiento básico de un tubo de rayos X es la radiación de Bremsstrahlung.
(la mayor parte del espectro se debe a Bremsstrahlung, pero los dos picos en el espectro son las emisiones características de rayos X, debido a los electrones lanzados que expulsan los electrones de valencia de la capa interna de los átomos objetivo)
Al lanzar un electrón de alta energía a un objetivo, cuando el objetivo se aproxima a un núcleo de un átomo, será atraído hacia él. Una analogía podría ser como la trayectoria de un cometa. El núcleo no se moverá mucho porque es mucho más masivo que el electrón.
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De acuerdo con las leyes de la electrodinámica, la aceleración del electrón a medida que su trayectoria se dobla resultará en la emisión de radiación electromagnética. Debido a la escala de energía con la que estamos tratando en esta interacción particular, la onda electromagnética emitida tendrá la energía y la frecuencia de una radiografía.
Normalmente, un filamento se activa con una corriente fija, y los recuentos de emisiones totales serán directamente proporcionales a la corriente del filamento. Se aplica un alto voltaje (generalmente de 10kV a 100kV, dependiendo de la aplicación) entre el cátodo y el ánodo. Los electrones son expulsados del filamento por emisión termiónica, y luego son acelerados por el potencial de alto voltaje sobre el ánodo, donde tienen la interacción de Bremsstrahlung con el ánodo. 
Las energías de rayos X emitidas tendrán una energía de corte máxima igual a la tensión aplicada por la carga de un electrón, es decir, aplicar 30 kilovoltios desde el cátodo al ánodo y la energía más alta será de 30 kiloelectrones voltios.
La energía de rayos X de energía mínima se basará en cómo la ventana que sale del tubo absorbe los rayos X. 
Ahora, por qué factores afectan el funcionamiento del tubo de rayos X:
Vayamos por las partes.
El filamento
El filamento debe ser capaz de manejar cualquier corriente que lo atraviese. Si desea más salida de rayos X, necesita poder conducir más corriente a través de ella. Al mismo tiempo, los electrones se emiten desde la superficie, por lo que deben poder expulsar eficazmente los electrones. Dado que serán emitidos térmicamente, cuanto más alta sea la temperatura del filamento, mejor será la resistencia. Por lo general, el filamento estará hecho de tungsteno para maximizar la temperatura antes de que falle.
La ventana
El tubo debe estar sellado al vacío para que funcione correctamente. No puede estar abierto. Para mantener el vacío pero aún así poder emitir rayos X, debe haber una ventana que mantenga la presión de vacío pero transparente a los rayos X de interés. Naturalmente, muchos de los rayos X serán absorbidos por la ventana, por lo que minimizar la absorción de la ventana mientras se mantiene la presión de vacío es una consideración del diseño.
Debido al costo relativamente bajo y las propiedades de transmisión de rayos X, el berilio es el material más común para la ventana, y varía en grosor dependiendo de la relación entre el área de la ventana, la presión para mantener y la transmisión de rayos X. Una ventana más gruesa absorbe más rayos X, pero se puede hacer para cubrir un área más amplia y contener más presión. Una ventana más delgada no puede mantener la presión también y solo puede cubrir un área más pequeña, pero permitirá que pasen más radiografías. 
(El berilio se encuentra en el medio y es probable que solo tenga un grosor de alrededor de 30 micrones, si va en un tubo para aplicaciones de XRF).
El objetivo / ánodo
Normalmente, el ánodo se construirá de un metal de alta calidad más barato, luego se recubrirá con el material objetivo deseado, como oro, plata, tungsteno, rodio u otro metal.
El objetivo debe ser lo suficientemente grueso como para interactuar con un número suficientemente alto de electrones, pero no tan grueso como para terminar absorbiendo todas las radiografías.
Al tener solo una familiaridad superficial con estos componentes (no los hago, solo los uso y trabajo con personas que los hacen), no puedo decirle mucho sobre cómo los pequeños cambios en cada uno de ellos afectarán al tubo de rayos X El rendimiento, pero estos son los principios generales.