为了进一步提高铯原子钟用金属铯原料的纯度，研制了一套刮膜式分子蒸馏实验系统，进行99.5%金属铯的进一步提纯。本文介绍了系统的结构，对系统的真空性能、刮膜器性能进行了实测，最后进行了金属铯提纯实验。实验结果表明：系统的极限真空度达到4.3×10-6 Pa，工作真空度达到5.0×10-4 Pa，刮膜器转速实现0～300 r/min 范围内可调，均符合设计要求。金属铯经过该设备蒸馏后纯度达到99.95%，可以满足铯原子钟的使用要求。

　　铯(Cs)是元素周期表中的碱金属族元素，由于其具有许多独特的性质，被广泛应用在光电效应、能量转换系统、原子频标、光学电子器件、医药等高科技领域。一般对铯纯度要求很高，特别在铯原子钟的应用中，要求达到99.95%，其中同族元素K 和Rb 的含量需控制在0.03%以下。作为原子钟的工作介质，金属铯内杂质的存在是影响铯原子钟性能指标的重要因素之一，主要体现在以下几个方面：小型金属分子蒸馏器价格

　　(1)金属铯中O、C、H 等非金属元素杂质的存在加速了与铯接触的材料的腐蚀作用。

　　(2)铯束管中的铯遇氧能立即变成氧化铯，遇水则马上变成氢氧化铯，由于氧化铯和氢氧化铯在低温下都是固态，容易附着在铯炉口上结成痂，堵塞准直缝，使铯原子束流强度下降。

　　(3)铯中的钾和铷的存在增大了输出信号的本底噪声。

　　鉴于目前商品金属铯的纯度达不到原子钟应用要求，必须对高纯金属铯的制备方法进行研究。国内外普遍采用真空蒸馏的方法制取高纯金属铯。通过多级真空蒸馏可以去除金属铯中的Fe、Mg、Al、Ca 及金属氧化物等多种杂质，但是由于真空蒸馏方法本身的局限性，很难分离性质与金属铯相似的碱金属杂质Li、Na、K、Rb。为此，需要采用新的方法去除金属铯内同族杂质元素，进一步提高金属铯的纯度。

　　金属铯内的同族元素Li、Na、K、Rb 的熔点、沸点、饱和蒸汽压等物理性质与铯相似，真空蒸馏条件下不易实现与铯的分离，但是鉴于不同碱金属元素的分子平均自由程存在明显的差异，采用分子蒸馏的方法可以有效去除金属铯中的同族杂质元素。为了研究分子蒸馏方法对金属铯内杂质元素的去除性能，研制了一套基于分子蒸馏原理的金属铯提纯系统—刮膜式分子蒸馏系统，开展金属铯提纯实验研究，这对进一步提高国产铯原子钟性能有着重要的意义。