БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (УЛ)

Лит.: Медведев И. Д., Физические методы лечения животных, 3 изд., М., 1964, с. 182—265.

Ультрахоло'дные нейтро'ны,очень медленные нейтроны, со скоростями £ 5 м/сек. Термин «У. н.» объясняется тем, что примерно с такой же скоростью двигались бы молекулы газа при температуре ниже 10 -2К. У. н. обладают малой кинетической энергией (порядка 10 -7 эв ) , недостаточной для преодоления слабого отталкивания ядрами большинства химических элементов, и поэтому полностью отражаются от поверхности многих материалов. Величина отталкивающего потенциала равна:

,

где h — Планка постоянная, m — масса нейтрона, N i— плотность ядер i -го сорта в веществе, a i— так называемая длина рассеяния нейтрона на этих ядрах. Для меди U = 1,7×10 -7 эв, для стекла U = 10 -7 эв. Для ядер 1H, 7 Li, 48Ti и 186W U < 0 , то есть У. н. притягиваются. Отражение У. н. в некоторой степени можно уподобить отражению света от металлических зеркал, оно может быть описано мнимым показателем преломления для нейтронной волны внутри отражающей среды (см. Нейтронная оптика ) .

Полное отражение У. н. от стенок позволяет хранить их в течение нескольких мин внутри замкнутых вакуумированных объёмов. Впервые на эту особенность У. н. в 1959 указал Я. Б. Зельдович; первые эксперименты по обнаружению и хранению У. н. были выполнены Ф. Л. Шапиро с сотрудниками в 1968. Время хранения У. н. в замкнутых сосудах ограничено временем жизни свободного нейтрона до бета-распада, а также процессами захвата нейтронов ядрами и неупругого рассеяния нейтронов на ядрах в поверхностном слое толщиной (4p Na ) -1/2 ~ 10 -6 см. У. н. могут течь по трубам произвольной формы (нейтроноводам) как разреженный газ. Изогнутые нейтроноводы используются для вывода У. н. из ядерных реакторов и выделения из потока тепловых нейтронов, в котором доля У. н. составляет лишь 10 -11. Поэтому реально получаемые плотности У. н. £1 нейтрон/ см 3 . На движение У. н. существенно влияют магнитное и гравитационное поля. Свойства У. н. пока недостаточно изучены, но, по-видимому, они могут служить чувствительным инструментом для обнаружения возможного электрического заряда или электрического дипольного момента у нейтрона (см. Нейтрон ) .

Лит.: Гуревич И. И., Тарасов Л. В., Физика нейтронов низких энергий, М., 1965; Власов Н, А., Нейтроны, 2 изд., М., 1972.

В. И. Лущиков.

Ультрацентрифу'га(от ультра..., центр и лат. fugo — бег, бегство), прибор для разделения частиц менее 100 нм (коллоидов, субклеточных частиц, макромолекул белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов, синтетических полимеров и пр.), взвешенных или растворённых в жидкости; это достигается вращением ротора, создающего центробежное поле с ускорением, на много порядков превышающим ускорение силы тяжести. По назначению и конструкции У. подразделяются на препаративные, аналитические и препаративно-аналитические. Препаративные У. снабжены угловыми роторами с гнёздами для цилиндрических пробирок, стаканов или бутылок, наклоненных под углом 20—40° к вертикальной оси ротора, либо так называемыми бакетными роторами со стаканами, поворачивающимися на 90° при вращении. Существуют также зональные и проточные роторы с одной большой внутренней полостью для фракционируемой жидкости. Препаративные У. используются для выделения отдельных компонентов из сложных смесей. Аналитические У. снабжены роторами со сквозными цилиндрическими гнёздами, в которые помещены специальные прозрачные кюветы для исследуемых растворов или суспензий. Процесс перераспределения частиц в них можно наблюдать непосредственно при вращении ротора с помощью специальных оптических систем (рефрактометрических, абсорбционных). Существуют модели аналитических У., соединённые с ЭВМ, производящими автоматическую обработку экспериментальных данных. Первая У., предназначенная для изучения движения частиц, невидимых в световой микроскоп, создана шведским учёным Т. Сведбергом в 1923 (публикация в 1924). В этой У. достигались центробежные ускорения всего до 5000 g. Она имела абсорбционную оптическую систему и использовалась для изучения движения частиц золота диаметром около 5 нм. В 1926 Сведберг сконструировал первую высокоскоростную У. (41000 об/мин, ускорения — до 10 5 g ) , с помощью которой проводились аналитические исследования белков в растворах (в частности, гемоглобина). В 1939 Сведбергом создана аналитическая У. со стальным ротором (65000 об/мин ) . Подавляющее большинство современных лабораторных У. снабжено электрическими приводами и алюминиевыми или титановыми роторами. В СССР и за рубежом выпускается много видов У., в которых создаются центробежные ускорения вплоть до 500000 g, а разделение частиц и молекул осуществляется в объёмах, измеряемых десятками и сотнями мл. См. также Ультрацентрифугирование.

Лит.: Лотц Ю. А., Ожерельев А, Я., Аналитическая ультрацентрифуга., «Уникальные приборы», 1970, № 5; Svedderg Т., Pedersen K. O., The Ultracentrifuge, Oxf., 1940.

А. Д. Морозкин.

Ультрацентрифуги'рование,метод разделения и исследования высокомолекулярных соединений, вирусов и субклеточных частиц с помощью ультрацентрифуги. Идея У. была предложена А. В. Думанским в 1913, однако разработка современной теории седиментационного анализа стала возможной только после того, как Т. Сведберг в 1926 сконструировал высокоскоростную ультрацентрифугу, обеспечивавшую ускорение 10 5g.

Принято различать 2 типа У.: препаративное и аналитическое. Препаративное У. применяют для фракционирования и выделения биополимеров в количествах, достаточных для практических целей. Широко используют У. в градиенте плотности растворов сахарозы, глицерина, декстринов; оно позволяет разделять смеси веществ на отдельные компоненты, различающиеся эффективной массой и коэффициентом трения частиц или молекул. Применение зональных и проточных роторов дало возможность значительно повысить объёмы растворов фракционируемых частиц и использовать их для очистки вируса гриппа при изготовлении вакцин. Аналитическое У. используют для исследования гомогенности (чистоты) препаратов биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов), а также для определения констант седиментации, молекулярной массы, констант ассоциации и размеров макромолекул. У. применяется в медицине при клинической диагностике, для приготовления кровезаменителей и т.п.