本发明涉及X射线源，包括外壳(12)、电源(12A)、细长管状探头(14)、靶组件(26)、和电子束控制组件(29)。外壳封闭电子束源并具有产生沿电子束路径的电子束的部件。电源(12A)可编程以控制电子束的电压、电流、和定时。细长管状探头(14)从外壳(12)围绕电子束路径沿一中心轴线延伸。靶组件(26)沿中心轴线延伸并适于耦合到外壳(12)远端的探头(14)的端部。靶组件(26)包括沿电子束路径定位的靶元件(26A)，靶元件(26A)适于响应入射电子发射在预定能谱范围的X射线。电子束控制组件(29)包括偏转部件(30)、反馈网络(31)、和偏转控制器(144)。偏转部件(30)响应于偏转控制信号把电子束从标称轴线偏转到靶元件(26)上的一个选定的表面区。反馈网络(31)包括检测电子束偏转的偏转检测部件和产生代表束偏转的反馈信号的部件。