X-tehnologija rendgenskih zraka igra ključnu ulogu u brojnim poljima, uključujući medicinsku dijagnozu, ne-destruktivno testiranje, sigurnosne provjere i znanstvena istraživanja. Njegova izvedba uvelike ovisi o primarnim materijalima koji se koriste u procesima generiranja i detekcije. Ovi materijali moraju imati specifične atomske brojeve, gustoće, kristalne strukture i stabilnost kako bi osigurali učinkovito stvaranje, prijenos, modulaciju i prijem X-zraka.
Što se tiče izvora X-zraka, materijal jezgre je metalna meta s visokim -atomskim-brojem, koja obično uključuje volfram (W), molibden (Mo) i krom (Cr). Volfram je, zbog svoje visoke točke taljenja, dobre toplinske vodljivosti i sposobnosti stvaranja visoko-energetskih kontinuiranih i karakterističnih spektara, postao glavni ciljni materijal za medicinske i industrijske rendgenske cijevi za otkrivanje grešaka. Molibden može proizvesti karakteristično zračenje prikladno za snimanje mekog tkiva pri nižim naponima cijevi i često se koristi u posebnim dijagnostičkim scenarijima kao što je mamografija. Krom se koristi u specifičnoj analizi fluorescencije i nisko{8}}energetskim rendgenskim-uređajima. Čistoća i orijentacija zrna ciljanog materijala utječu na intenzitet i raspodjelu energetskog spektra X-zraka; stoga je tijekom pripreme potrebna stroga kontrola metalurških i obradnih tehnika.
U području detekcije X-zraka, glavni materijali podijeljeni su u dvije kategorije: scintilatori i poluvodički detektorski materijali. Scintilatori, kao što su natrijev jodid (NaI), cezijev jodid (CsI) i kadmijev volframat (CdWO₄), pretvaraju ekscitaciju fotona X-zraka u vidljivu svjetlost, koju zatim čitaju fotomultiplikatorske cijevi ili fotodiode. Ovi materijali moraju imati visoku svjetlosnu učinkovitost, brzo vrijeme raspadanja i dobar linearni odziv, te pokazivati određeni stupanj otpornosti na taljenje i mehaničke udare. Poluvodički detektorski materijali, predstavljeni kadmij cink teluridom (CZT), kadmij teluridom (CdTe), silicijem (Si) i germanijem (Ge), koriste fotone za izravno generiranje parova elektrona-rupa i njihovo pretvaranje u električne signale. Nude prednosti kao što su visoka energetska rezolucija i brz odgovor, što ih čini prikladnima za nuklearno medicinsko snimanje i visoko{7}}preciznu energetsku disperzijsku spektroskopsku analizu.
Nadalje, teški metali i legure, kao što su olovo (Pb), barij (Ba) i polimeri koji-sadrže olovo, široko se koriste u optici X-zraka i sustavima za filtriranje. Njihov visoki atomski broj i karakteristike visoke gustoće omogućuju zaštitu od X-zraka i očvršćavanje snopa, smanjujući utjecaj raspršenja niske-energije na kvalitetu slike. Što se tiče materijala prozora za rendgenske cijevi, berilij (Be) se naširoko koristi zbog svog niskog atomskog broja, dobre transmisivnosti i mehaničke čvrstoće, osiguravajući prijenos rendgenskih zraka uz zadržavanje vakuumske nepropusnosti.
Općenito, izbor primarnih materijala za X-zrake vrti se oko visokog atomskog broja, odgovarajuće gustoće, stabilnih fizičko-kemijskih svojstava i kompatibilnosti sa zahtjevima procesa. Kombinacija i optimizacija različitih materijala određuju performanse snimanja, osjetljivost detekcije i životni vijek sustava X-zraka, čineći materijalnu osnovu za široku primjenu ove tehnologije.
