Nikolay Semyonov

Hayatı

21 yaşında fizik ve matematik öğrenimi gördüğü Sankt-Peterburg Devlet Üniversitesi'ni bitirdi. Burada Abram Fyodorovich Ioffe'nin öğrencisi oldu. Daha sonra 1918'de Samara'ya giderek Rus İç Savaşı sırasında Aleksandr Kolçak'ın Beyaz Ordusu'na katıldı. 1920 yılında Sankt-Peterburg'a geri dönerek Petrograd Fiziko-Teknik Enstitüsü'nün elektron laboratuvarı müdürlüğü görevini üstlendi. Burada Pyotr Kapitsa ile birlikte, daha sonraları deneysel zemini Otto Stern ile Walther Gerlach tarafından geliştirilecek ve Stern-Gerlach deneyi olarak adlandırılacak olan atom çekirdeğinin manyetik alanını ölçmeğe yarayacak olan yöntemi keşf etti.
1925 yılında, Semyonov, arkadaşı Yakov Frenkel ile birlikte gazların kinetik teorisi üzerinde çalıştı. 1928 yılında, Vladimir Fock ile beraber Yalıtkanlarda Elektriksel Kırılım Kuramı'nın temellerini geliştirerek Petrograd Politeknik Enstitüsü'ne profesör olarak atandı.

Buluşu

Oksitlenme, çatlama, halojenleşme (halojenler grubundan biri olma, eksiği olan bir elektronu almaya eğilimli) ve polımerleşme (formülü bileşenlerin formülleri olma) gibi pek çok tepkime zincirleme oluyordu. Yani tepkimede ortaya çıkan şey veya şeyler tepkimenin devam etmesini sağlıyordu. Ikül çatılmış oyun kağıdı dizilerinden birinin devrilmesiyle bütün dizinin art arda yıkılmasına benzer yanma ve lisyon gibi kimyasal veya atomsal oluşumlar.
Max Bodenstein ilk kez kimyasal zincirleme tepkimeden söz etmiş fakat bilim adamları konu üzerinde duramamışlardı. Araştırma işlerinde çalışanların veya araştırmayı hayal biçimi seçenlerin en büyük sorunu uygun bir problemi ele alınabilir şekilde düzenlemektir. Problem açık ve seçikse düzenlendikten sonra çözüm aranır. Problem düzenlemek en az onu çözmek kadar güçtür. Bunu bilen Semenov, Bodenstein'in bahsettiği ve üzerinde yeterince durulmamış olan kimyasal zincirleme tepkimelerin nasıl meydana geldiklerinin çözülmesi gereken bir problem olarak kabullenip araştırmalarına başladı.
Fosforun oksitlenmesini incelerken dallanan zincirleme tepkimeler gördü. Fosfor durağan halinden birdenbire şiddetli bir tepkimeye giriyordu. Bunun nedeni, bileşiğin basınç, yoğunluk ve kütlesi İle zincirleme sonunda oluşan karışımın miktarı gibi etkenlerdi. Bu öğelerden herhangi birindeki değişiklik bir sınır değere ulaştırıyordu. Bu değerin altında tepkime olmuyor fakat üstünde saniyeden çok daha kısa bir sürede "zincirleme patlama" denilen olay görülüyordu. "Isıl patlamanın" aksine, zincirleme patlama yavaş tepkimelerin oluşturduğu ısınmalardan tamamen bağımsızdı.
Semenov bütün bu olguların geliştirdiği dallanan zincirleme tepkimeler kuramı ile açıklıyordu. Atom ve kökçükler içeren ana zincirin her aşamasında etkili olan birden fazla merkez belirdiğini ileri sürüyordu. Dallanma sayısı uç noktaların sayısını aşarsa, zincirleme tepkime hızı katlanarak anıyor ve bütün karışımın tutuşmasına yani zincirleme patlamaya neden oluyordu. Fakat zincirin tamamında dallanma hiç olmazsa tepkime durağanlaşıyor ve çok düşük sıcaklıklarda son derece yavaşlıyordu. Bu nedenle zincirleme tepkimelerde dış öğelerin büyük önemi vardı. Daha sonraları yaptığı araştırmaları sonucunda "yozlaşmış dallanma" adını verdiği olgunun bulunduğu yeni zincirleme tepkiler buldu.
Birçok tepkimede ısı vererek başlıyordu.Tepkimede ortaya çıkan ısı ortamdan ayrılan ısıdan (fazla ise "ısıl patlama" görülüyordu. Yani ısıl patlamanın nedeni olan ortaya çıkan ısı zincirleme patlamanın sonucuydu. 1934 yılında "zincirleme tepkimeler" adlı kitabı yayınlanıp bir yıl sonra batı dillerine çevrilince tepkimelerin daha anlaşılmasına katkıları yaygınlaştı. Hidrojenin ve metanın oksitlenmesi, alkali bromitler ile alkalikloritlerın ayrışmaları açıklığa kavuştu. Siyaset ve bilimsel çalışmaları birlikte yürütmeyi çok iyi başaran Semenov, zincirleme tepkimeler pratik ve kuramına katkılarından dolayı 1956 yılında Nobel Kimya ödülünü Cyril Norman Hinshelwood ile birlikte ortaklaşa kazandı. Böylece Nobel alan ilk Sovyet vatandaşı oldu.