Кінетична енергія електронного пучка, що падає на дзеркало анода, майже повністю перетворюється в теплову енергію, і тільки дуже мала її частина перетворюється в рентгенівське випромінювання.

На основі вимірювань Разерфорда і Барнеса у таблиці 6 наведені значення к. п. д. для різних значень напруги на аноді. З таблиці видно, що рентгенівські трубки володіють дуже низьким к. п. д., майже вся енергія, що підводиться до трубки, перетворюється в тепло.

Таблиця 6 Залежність к. п. д. рентгенівської трубки з вольфрамовим катодом від анодної напруги 

Це створює великі труднощі при охолодженні анода. Наприклад, трубка для глибокої терапії з анодним напругою 200 кв і анодним струмом 4 ма по теплоутворення еквівалентна печі потужністю 800 вт. З вищесказаного випливає, що охолодження анода є основною умовою безперервної роботи рентгенівської трубки. Теплота від нагрітого анода може відводитися тепловим випромінюванням, теплопровідністю і конвекцією.

 Охолодження анода допомогою випромінювання тепла. Кількість тепла, випромінюваного нагрітим тілом, виражається законом Стефана-Больцмана. Теплова енергія, що випромінюється одиницею поверхні нагрітого тіла за одиницю часу, дорівнює:

q_s = k(Т₁⁴ - Т₂⁴), 
де q_s - теплова енергія, що випромінюється одиницею поверхні за одиницю часу; 
k - фізична постійна; 
Т1 - абсолютна температура нагрітого тіла, в даному випадку анода рентгенівської трубки; 
Т2 - температура навколишнього середовища.

Чим більше температура нагрітого тіла, тим більше тепла воно випромінює. Охолодження анода за рахунок теплового випромінювання застосовується у рентгенівських трубок з обертовим анодом, що володіють великою випромінюючою поверхнею.

 Охолодження анода за рахунок теплопровідності. Якщо температура провідника дорівнює перерізу а в двох місцях, що знаходяться один від одного на відстані х, Т1 і Т2, то кількість тепла, що передається теплопровідністю:

Qh = ла (Т1 - Т2)/x t (кал), 
де: Qh кількість переданого тепла; 
л - коефіцієнт пропорційності; 
а - переріз провідника; 
Т1 і Т2 - температура перерізів провідника, які знаходяться один від одного на відстані х; 
t - час.

Тепло, що виникає в дзеркалі анода, передається масі речовини анода за рахунок теплопровідності. Чим більше маса анода, тим більше його теплоємність, і, отже, вона менше нагрівається. Маса анода, охолоджуваного тільки теплопровідністю, повинна бути дуже великою.

 Охолодження шляхом конвекції.

а) Охолодження газом. Для охолодження анода рентгенівської трубки застосовується повітря. Природна циркуляція повітря застосовується в рентгенівських апаратах з відкритою високовольтної проведенням, а також при охолодженні рентгенівської трубки для м'якого випромінювання високої інтенсивності (рис. 7.16), анод якої забезпечений радіатором.

Анод рентгенівських трубок типу «Туто P» фірми Siemens, вмонтованих у фарфоровий кожух, охолоджується примусовою циркуляцією повітряного. Вентилятор типу «Protos» подає обеспиленним повітря на алюмінієвий радіатор, що знаходиться на стержні анода.

Рис. 7.16. Схема повітряного охолодження анода 
Рис. 7.17. Схема водяного охолодження анода

б) Охолодження рідиною. Для охолодження анода рентгенівських трубок застосовуються вода і масло. Вода має в два рази більшою теплоємністю, ніж масло, однак масло поряд з охолодженням і забезпечує хорошу ізоляцію.

Принципова схема охолодження циркулює рідиною зображена на рис. 7.17. Вхід і вихід водяного охолодження позначені стрілками. При циркуляції води температура всередині тіла анода не перевищує 100°с. Якщо анод рентгенівської трубки заземлений, то вхід водяного охолодження без будь-якої проміжної ізоляції можна приєднувати до водопроводу.

Для охолодження анода сучасних рентгенівських трубок великої потужності застосовується масло. Температура масла під час роботи не повинна перевищувати 95 °С, так як при більшій температурі починається дегтеобразование. Масляне охолодження трубки можливо за допомогою природної циркуляції масла. Для охолодження анода використовується примусова циркуляція масла.

В сучасних кожухах з масляною ізоляцією анод охолоджується природною циркуляцією масла. Прикладом окремого охолодження анода терапевтичних рентгенівських трубок є трубка типу «Туто T» фірми Siemens. Примусова циркуляція масла застосовується в рентгенівських установках для дефектоскопії.