Семёнов Николай Николаевич

Родился 3 (15) апреля 1896 в городе Саратов. В 1913 году он окончил реальное училище в Самаре. Еще в старших классах школы увлекался химией, имел небольшую домашнюю лабораторию и читал много книг по химии и физике. Уже тогда он начал понимать, что будущее теоретической химии должно быть связано с великими достижениями физики начала XX века. Именно по этой причине он поступил в 1913 году на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета и окончил его в 1917 году. Семёнов мечтал, изучив подробно физику, применять свои знания к изучению химии. В университете с 1914 года Семёнов начал заниматься научной работой под руководством создателя отечественной школы физиков профессора А.Ф.Иоффе. Будучи студентом, он написал несколько научных статей по столкновению электронов с молекулами и по теории прохождения электричества через газы.

В 1918-1920 годах Семёнов преподавал в Томском технологическом институте и Томском университете на кафедре физики. В 1920 году был приглашен А.Ф.Иоффе в Ленинградский государственный физико-химический рентгеновский институт, где возглавил лабораторию электронных явлений. С 1927 года Семёнов руководитель химико-физического сектора, на основе которого в 1931 году был организован Институт химической физики, которым он руководил в течение 55 лет (1931-1986).

Работы, проведенные в 1926-1927 годах в лаборатории электронных явлений, привели к открытию цепных разветвленных химических реакций. Это открытие принадлежит к крупнейшим научным событиям XX века. Оно на многие последующие годы определило как судьбу самого Семёнова, так и развитие ряда важнейших областей химии и физики. Огромная заслуга Семёнова состоит в создании общей теории цепных процессов. Результаты этой работы обобщены в классической монографии Семёнова «Цепные реакции», изданной в 1934 году в СССР, а в 1935 году в Англии. Монография послужила мощным толчком к развитию работ по химической физике и химической кинетике во всем мире. Общая теория цепных реакций, созданная Семёновым, основывалась на высокой реакционной способности атомов и радикалов, образующихся в реакции зарождения цепей и в их последующих реакциях с исходными молекулами, ведущими к продолжению и разветвлению цепей. Возникающий лавинообразный процесс приводит к цепному взрыву, который во времени растет по экспоненте (закон Семёнова) или прекращается в результате гибели активных центров на стенке или в объеме. Теория Семёнова объяснила такие необычные для химии факты, как резкую зависимость скорости реакции от небольших изменений давления, от добавок инертного газа, от диаметра реакционного сосуда и состояния его стенок. Монография «Цепные реакции» закрепила за Семёновым и руководимым им институтом роль мирового лидера в области химической кинетики.

В 1920-х годах Семёновым был открыт механизм теплового электрического пробоя диэлектриков и создана его теория. Семёнов показал, что при подведении к диэлектрику достаточно большой разности потенциалов и возникновении тока теплоотвод во внешнюю среду не в состоянии компенсировать теплоприход, начинается прогрессивный разогрев, диэлектрик расплавляется и становится проводником. Эти представления были строго математически сформулированы, подтверждены экспериментально и позволили вычислить пробивные потенциалы из данных по теплопроводности и электропроводности вещества.

Работы по физике теплового пробоя диэлектриков привели Семёнова в 1926-1927 годах к созданию тепловой теории самовоспламенения горючих газов. При температурах, лежащих ниже температуры самовоспламенения, в газе с небольшой скоростью идет химическая реакция, а теплоотвод через стенку в наружную среду компенсирует теплоприход от реакции. С увеличением температуры скорость реакции растет и создаются условия, когда теплоотвод не успевает компенсировать теплоприход и развивается тепловая лавина, приводящая к самопроизвольному взрыву. Таким образом, Семёнов установил, что химический взрыв бывает двух типов: тепловой и цепной. Это подтвердилось и в ядерных взрывах. Термоядерный взрыв имеет тепловой, а атомный – цепной характер.

31 января 1929 года Семёнов был избран членом-корреспондентом, а 29 марта 1932 года – действительным членом (академиком) АН СССР.

В 1930-е годы в Институте химической физики под руководством Семёнова подробно была изучена кинетика реакций горючих газов, что позволило количественно предвычислять из кинетических данных температуру самовоспламенения при определенном давлении или давление самовоспламенения при данной температуре. Работы по самовоспламенению позволили Семёнову и его школе создать общую современную теорию распространения пламени, детонации, горения и взрыва газообразных, жидких и твердых веществ.

В начале Великой Отечественной войны Институт химической физики (ИХФ) был эвакуирован в Казань, где в 1941-1943 годах Семёнов работал по оборонной тематике. В 1943 году ИХФ был переведен в Москву.

Семёнов, как создатель теорий цепных разветвленных реакций, горения и взрывов, четко понимал значение работ по использованию атомной энергии в мирных и военных целях. В конце 1945 года Семёнов обращается в правительство с предложением об активном привлечении его лично и руководимого им института к созданию атомного оружия. Семёнов формулирует целый ряд задач, которые ИХФ должен был решить теоретически и экспериментально своими силами и силами ряда сотрудников из других организаций. Постановлением Совета Министров СССР от 9 апреля 1946 года ИХФ был привлечен к созданию ядерного оружия. Институту было поручено проведение расчетов, связанных с конструированием атомных бомб, измерение необходимых констант и подготовка полигона и оборудования для оценки поражающего действия ядерного оружия. Для проведения этих работ в ИХФ был создан специальный сектор с рядом отделов и лабораторий. Под руководством Семёнова институт выполнил все задания и внес весомый вклад в создание нашего ядерного оружия, которое ликвидировало монополию США и способствовало длительному сохранению мира на Земле.

В послевоенные годы в ИХФ и во многих лабораториях мира было показано, что по цепному механизму осуществляются процессы крекинга, полимеризации, галоидирования, окисления. Семёнов всегда стремился увязать научные исследования с запросами практики. Он и его ученики вложили много сил и энергии в изучение процессов окисления природного газа, получение ценных кислородсодержащих соединений при окислении индивидуальных углеводородов и их смесей.

Идеи Семёнова о значении химической кинетики для установления количественной связи между строением реагирующих веществ и их реакционной способностью нашли яркое воплощение в монографии «О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности». Ее первое издание вышло в 1954 году, второе – в 1958 году, она была переведена на несколько иностранных языков. В монографии Семёнов обобщил большой материал по реакционной способности радикалов, уделив специальное внимание конкуренции между цепными, молекулярными и ионными реакциями.

Середина 1950-х годов – важный период в жизни и творческой деятельности Семенова. В 1956 году Семёнову совместно с англичанином Сирилом Норманом Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по химии за работы по механизму химических реакций. Семёнов первый и пока единственный химик в истории России, получивший Нобелевскую премию по химии.

В конце 1950-х – начале 1960-х годов Семёнов со свойственными ему энергией и энтузиазмом инициирует и поддерживает развитие ряда новых научных направлений в физике, химии и биологии. Он и его школа внесли существенный вклад в кинетику биологических процессов и проблемы онкологии; кинетику полимеризационных процессов и создание новых материалов; химию высоких энергий, химию низких температур и получение энергоемких веществ; ядерную химию и развитие новых физических методов изучения строения вещества; металлокомплексный и ферментативный катализ.

Одновременно Семёнов и его ученики уделяют много внимания и развитию цепных реакций. Прямое определение в середине 1960-х годов методом электронного парамагнитного резонанса концентраций атомов и радикалов в реакции горения водорода явилось подтверждением предсказаний теории, сделанных Семёновым еще в 1934 году. На 1960-е годы приходится открытие Семёновым с его учениками в реакциях фторирования энергетических разветвлений цепей, также подтвердившее раннее предвидение Семёнова о возможном участии в процессе разветвления возбужденных молекул.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 апреля 1966 года директору Института химической физики Семёнову Николаю Николаевичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».

В 1972 году в ИХФ Семёнов возродил лабораторию цепных процессов и сам её возглавил. В период 1972-1982 годов им и его сотрудниками обнаружены и изучены особенности цепных разветвленных реакций, связанные с участием адсорбированных носителей цепей. Детализированы реакции взаимодействия цепей, связь между цепным и тепловым воспламенением.

Многолетняя жизнь Семёнова в науке неразрывно связана с его педагогической деятельностью, с его ролью как учителя и главы крупнейшей отечественной научной школы. В 1944 году Семёнов организовал на химическом факультете Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова кафедру химической кинетики, которой он заведовал более 40 лет. Под руководством Семёнова кафедра внесла огромный вклад в подготовку высококвалифицированных специалистов по химической кинетике и химической физике. Среди выпускников кафедры несколько академиков и членов-корреспондентов АН СССР, много профессоров и докторов наук. Семёнов являлся также одним из основателей Московского физико-технического и Московского инженерно-физического институтов. Семёнов всегда придавал огромное значение работе с молодежью. Внимательное и доброжелательное отношение к ученикам в сочетании с огромным талантом, трудолюбием и величайшей интуицией помогли Семёнову внести огромный вклад в науку двадцатого столетия.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 апреля 1976 года директор Института химической физики Семёнов Николай Николаевич награжден орденом Ленина и второй золотой медалью «Серп и Молот».

Семёнов вел огромную научно-организационную и общественную деятельность. Он возглавлял Отделение химических наук АН СССР (1957-1963), был вице-президентом АН СССР (1963-1971), а с 1971 года и до конца жизни – членом Президиума АН СССР. Семёнов был председателем правления Всесоюзного общества «Знание», председателем общества «СССР – Швеция», принимал деятельное участие в Паугошском движении. Семёнов неоднократно избирался депутатом Верховного Совета СССР, член ВКП(б)/КПСС с 1947 года.

Семёнов был избран в состав 14 иностранных академий наук, ему была присуждена почетная степень Honoris causa восьми известных университетов мира.

Жил в городе-герое Москве. Скончался 25 сентября 1986 года, на 91-м году жизни. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.

Награждён девятью орденами Ленина (10.06.1945, 29.10.1949, 1953, 1954, 8.05.1956, 14.04.1966, 1971, 14.04.1976, 18.12.1981), орденом Октябрьской Революции (14.04.1986), орденом Трудового Красного Знамени (10.06.1946), медалями.

Лауреат Ленинской премии (1976), Сталинской премии 2-й степени (1941, 1949), Нобелевской премии по химии (1956). Награждён Большой золотой медалью имени М.В.Ломоносова АН СССР (1970).

Бюст Н.Н.Семёнова установлен на его родине – в Саратове. На доме, в котором жил ученый, и на здании Томского политехнического института, где он учился в аспирантуре, установлены мемориальные доски.