גלאי מתכות

גלאי מתכות הוא מכשיר חשמלי שנועד לזיהוי גופי מתכת. גלאים משמשים למציאת עצמים חבויים או קבורים באדמה (כגון מוקשים, ולכן ידוע גם כמגלה מוקשים), ובשימושים נוספים, בבניין, תעשייה, ואבטחה. למכשיר שימושים שונים בתחומי הצבא והביטחון, באבטחה (גילוי מתכות בכניסה למקומות מאובטחים כשדות תעופה ומשרדי ממשלה), ארכאולוגיה (הן מדעית-ממסדית והן ארכאולוגיית-חובבים או "גילוי אוצרות"), בנייה, תחזוקה ושיפוצים (זיהוי צנרת או חיזוקי פלדה בבטון), ובקרת תהליכים תעשייתיים.

עקרון הפעולה

עיקרון פעולת^[1] גלאי המתכות מתבסס על התגובה הייחודית של מתכת לשינויים בשדה מגנטי בסביבתה. בכל חומר, תנועת האלקטרונים סביב גרעין האטום והספין שלהם (תכונה קוונטית של האלקטרונים) מגיבים לתנועת שדה מגנטי בסביבתם. אך בעוד שבחומרים שאינם מתכות, האלקטרונים מסודרים בזוגות בהם הספין של האחד הפוך למשנהו והם מבטלים זה את זה, במתכת יש אלקטרונים לא-מזווגים, והיא מייצרת על ידי כך שדה מגנטי בתגובה לשינוי.

בגלאי מתכות בסיסי מיוצר שדה מגנטי באמצעות העברת זרם חשמלי בסליל השראה הנקרא משדר. הנעת הגלאי על פני השטח יוצרת שינויים בשדה המגנטי. בחלק אחר של המכשיר מותקן מקלט, שאף הוא סליל, המחובר לחיישן מצפצף. השדה המגנטי הנוצר במתכת מעביר זרם חשמלי בסליל ומפעיל את החיישן, וכתוצאה מכך משמיע הגלאי צפצוף אופייני.

כושר הגילוי של גלאי מתכות (עומק החדירה בקרקע) מותנה בעוצמת הזרם החשמלי בגלאי בעוד רגישותו (כמות המתכת הנדרשת לשם עירור התגובה) מותנה בסליל המקלט. מגלי מוקשים צבאיים מסוגלים לחדור 30 מטרים אדמה.

היסטוריית הפיתוח

בעקבות ההתנקשות בנשיא ארצות הברית ג'יימס גרפילד בספטמבר 1881 נרתם הממציא אלכסנדר גרהם בל לפתח גלאי מתכות על מנת לגלות את מיקומו של הקליע שפילח את גופו של הנשיא. בל פיתח במהירות אבטיפוס של גלאי מתכות, אולם מסגרת המתכת של מיטתו של גרפילד גרמה למכשיר לתקלה. לפיתוח זה לא היה המשך.

ב-1928 רשם איש עסקים מאינדיאנה, שירל הר (Shirl Herr), פטנט על "גלאי מתכות נסתרות" (U. S. Patent No. 1,679,339). ב-1929 סייע הר לבניטו מוסוליני במשימת ארכאולוגיה ימית לאיתור ומשיית ספינות התענוגות של קליגולה מתחתיתו הבוצית של אגם נמי באיטליה (Lago di Nemi)‏^[2].

במלחמת העולם השנייה פיתח קצין צבא פולין החופשית, יוזף קוסקי (Józef Kosacki) את "גלאי המוקשים הפולני", הדומה למכשיר הקיים כיום. הגלאי הופעל לראשונה וסייע לכוחות בעלות הברית בקרב אל-עלמיין השלישי^[3]. בהמשך נעשה שימוש רב בגלאים בפלישת בעלות הברית לסיציליה, פלישת בעלות הברית לאיטליה והפלישה לנורמנדי וכן בפינוי שדות המוקשים ברחבי העולם לאחר המלחמה. המכשיר היה כבד ומגושם, התבסס על שפופרות ריק ועל מערך סוללות נישא כבד-משקל.

באמצע שנות השישים שופרו מנגנוני הפעולה של המכשיר בהיבטי ייעול והפחתת משקל עד כדי הפיכתו למכשיר חשמלי זמין לרכישה ושימוש נרחב. הדבר הוביל לפריחה ושגשוג תחביב "גילוי האוצרות".

גילוי אוצרות חובבני

הפיכת גלאי המתכות לזמין עוררה אנשים מן היישוב, פנסיונרים ואחרים, לרכוש גלאי ולצאת לחיפושים אחר עתיקות, מטבעות ישנים, תכשיטים ועוד, בשדות ועל שפת הים^[4].

כנגד ציידי האוצרות קמו ארכאולוגים ממוסדים שביקרו את ההוצאה הסיטונית של פריטים מאתרים שונים ללא רישום מסודר ותוך איבוד מידע וחומר. הביקורת הופנתה הן נגד שוד העתיקות בעלות הערך כמו גם על הרס ממצאים חסרי ערך כספי, אך בעלי ערך מחקרי, שהוצאו מאתרם והושלכו ללא כל תיעוד.

בשנת 1996, לאחר גילוי מטמון הוקסון (Hoxne Hoard), מטמון בערך של 2.5 מיליון ליש"ט שהתגלה על ידי מגלה אוצרות חובב שנעזר בגלאי מתכות שדיווח ומסר אותו לרשויות, חוקק בבריטניה "חוק האוצרות" (Treasure Act). החוק הסדיר לאחר שנות מאבק רבות את התחום, הוא מחייב את המוצא אוצר להפסיק את החפירה ולפנות מייד לרשות הארכאולוגית המקומית לשם ביצוע חפירה מסודרת וכן למסור את הממצאים החומריים למוסד מוסמך במסגרתו נערכת הערכת שווי. ערכו הכספי של הממצא נמסר על ידי הממשלה ונחלק בחלקים שווים למוצא ולבעל הקרקע^[5].

אבטחה

גלאי מתכות קבוע בתצורת שער וגלאי נישא-יד בשדה תעופה בברלין

גלאי מתכות קבוע ניצב בתצורת שער כולל שלושה משדרים (בשלוש צלעות השער) ומאפשר גילוי וזיהוי מרחבי מדויק של מתכות בגודל של מילימטרים ספורים.

עם התגברות הטרור וחטיפת המטוסים בראשית שנות השבעים, הפך מעבר נוסעים וכבודה דרך גלאי מתכות להליך קבוע בשדות תעופה.

גלאי מתכות נישאי-יד מופעלים על ידי מאבטחים בשערי מגוון מתחמים מבוקרים ומאובטחים, שהכנסת נשק אליהם נאסרה, ממשרדי ממשל ובתי משפט, דרך בתי ספר ומרכזי מסחר הומי אדם ועד מגרשי ספורט ומועדוני לילה.

לפני קום מדינת ישראל ערכו חיילי המנדט הבריטי חיפושים אחרי נשק מוסלק באמצעות גלאי מתכות^[6].

ב-2017 גדוד 603 של חיל ההנדסה הקרבית השתמש במגלה מוקשים לאיתור וגילוי כלי נשק ואמצעי לחימה שהסתירו הפלסטינים, כולל נשק שנטמן עמוק באדמה. השימוש במגמ"ק העלה באופן ניכר את כמות האמל"ח שנתפסה.^[7]

ראו גם

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא גלאי מתכות בוויקישיתוף

How Metal Detectors Work
גלאי מתכות לבתי ספר
אישור חיפוש אוצרות חובבני לפי חוק האוצרות בבריטניה
אתר האגודה האמריקאית לארכאולוגיה באמצעות גלאי מתכות
נעה זמשטיין, איך עובד גלאי מתכות?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 17 ביולי 2017
רן לוי, על אוצרות אמיתיים, ארכיאולוגיה וגלאי מתכות, באתר "עושים היסטוריה" (שידור של הפודקאסט וטקסט מלא שלו)
אלכסנדרה מרוואר, ניו יורק טיימס, להיט חדש בקרב צעירים ברחבי העולם: חיפוש אוצרות בעזרת גלאי מתכות, באתר הארץ, 9 ביוני 2021

הערות שוליים

^ ההסבר מבוסס על המאמר איך עובד גלאי מתכות? מאת: נעה זמשטיין, המחלקה לפיזיקה כימית, מכון ויצמן למדע
^ The Hidden-Metal Detector by Bruce B. Abbott
^ "Detector Spots Buried Mines". Popular Science, May 1943.
^ הניו יורק טיימס, להיט חדש בקרב צעירים בעולם: חיפוש אוצרות בעזרת גלאי מתכות, באתר הארץ, 9 ביוני 2021
^ רן לוי, ים, ארכאולוגיה וגלאי מתכות על אוצרות אמיתיים, ארכאולוגיה וגלאי מתכות
^ תמונת חייל בריטי מחפש נשק מוסלק בקיבוץ יגור - אתר מורשת משה שרת
^ הכלי שישדרג את מבצעי חשיפת האמל"ח באיו"ש, אתר צה"ל, 12 בנובמבר 2017.

[1] ההסבר מבוסס על המאמר איך עובד גלאי מתכות? מאת: נעה זמשטיין, המחלקה לפיזיקה כימית, מכון ויצמן למדע

[2] The Hidden-Metal Detector by Bruce B. Abbott

[3] "Detector Spots Buried Mines". Popular Science, May 1943.

[4] הניו יורק טיימס, להיט חדש בקרב צעירים בעולם: חיפוש אוצרות בעזרת גלאי מתכות, באתר הארץ, 9 ביוני 2021

[5] רן לוי, ים, ארכאולוגיה וגלאי מתכות על אוצרות אמיתיים, ארכאולוגיה וגלאי מתכות

[6] תמונת חייל בריטי מחפש נשק מוסלק בקיבוץ יגור - אתר מורשת משה שרת

[7] הכלי שישדרג את מבצעי חשיפת האמל"ח באיו"ש, אתר צה"ל, 12 בנובמבר 2017.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]