Mentre nei tubi usati fino ad allora la presenza di gas residuo all’interno dell’ampolla di vetro costituiva un elemento essenziale per il funzionamento dello strumento, i tubi Coolidge, comparsi intorno al 1913, sono a vuoto spinto,  ossia funzionano con pressioni inferiori al miliardesimo di atmosfera. Il catodo è costituito da un filamento di tungsteno reso incandescente da una corrente ausiliaria, con una tensione di pochi volt. A causa del forte riscaldamento, il catodo emette elettroni per effetto termoionico i quali vengono accelerati  verso l’anodo grazie all’elevata differenza di potenziale applicata tra i due elettrodi. Nell’impatto con l’anodo, l’energia cinetica degli elettroni si trasforma  parte in calore (circa il 99%) e parte in radiazione x (circa l’1%).  Il nostro tubo funziona con anticatodo freddo, una pastiglia di tungsteno circondata da un blocco di rame che serve a condurre il calore prodotto verso le alette esterne (a sinistra nella foto).