Die Erzeugung von Röntgenstrahlung
Weiche und mittelharte Röntgenstrahlung, die für diagnostische Zwecke geeignet ist, kann in einer Röntgenröhre erzeugt werden.Sie besteht aus einer Glühkathode und einer Anode in einem luftleer gepumpten Raum. Beim Anliegen einer Anodenspannung werden die Elektronen beschleunigt und besitzen beim Auftreffen auf die Anode die kinetische Energie
\[E_{kin} = eU\]
wobei e die Ladung der Elektronen und U die angelegte Spannung ist.
Sehr harte und ultraharte Röntgenstrahlung kann zweckmäßig nicht mehr mit Hilfe von Röntgenröhren erzeugt werden, da die Beherrschung von Röhrenspannungen über 400kV zunehmend größere technische Schwierigkeiten bereitet. Andererseits ist aber der Arzt für therapeutische Zwecke an härterer Strahlung interessiert. Man löst das Problem, in dem man von der "Beschleunigung in einem Akt" (Röntgenröhre) zur "Beschleunigung in Etappen" übergeht, wobei für jede Etappe nur eine begrenzte Spannung benötigt wird.
Ein solches Prinzip verkörpert der Linearbeschleuniger, wo an nacheinander geschalteten Driftröhren wird eine Wechselspannung angelegt. Zu einem Zeitpunkt sind die Elektroden abwechselnd positiv und negativ gepolt. Befindet sich ein Elektron gerade zwischen links negativer und rechts positiver Elektrode, wird es nach rechts beschleunigt werden. Ist es zwischen den beiden nächsten Elektroden angekommen, wechselt gerade deren Polarität, so daß ein weiterer Schub erfolgt. Weil die Geschwindigkeit zunimmt, legen die Elektronen während einer (halben) Periodendauer immer größere Strecken zurück. Dem entspricht die in Bewegungsrichtung wachsende Länge der Elektroden. Die Frequenz der Wechselspannung muß natürlich auf die benutzte Konstruktion abgestimmt sein. Am Ende der Beschleunigungsstrecke wird der Elektronenstrahl auf einen Metallblock gelenkt. In ihm entsteht, wie für die Anode der Röhre beschrieben, die Röntgenstrahlung.