Advanced and innovative solutions are currently under investigations in order to solve the long-standing issues of materials constituting the breeding blanket of a future fusion reactor. Tritium permeation through steels, corrosion perpetrated by the breeding media, magnetohydrodynamic (MHD) effects and intense neutron irradiation hinder the realization of this technology. Recently, the employment of protective nanoceramic coatings has been considered as one of the few viable solutions. In particular, the pulsed laser deposition (PLD) technique allows to produce dense, compact and uniform coatings, which are the fundamental characteristics when designing a protective barrier. Yttrium oxide (Y2O3) is one of the most promising candidates given its superior stability when facing lithium-based heavy liquid metals and also its low nuclear activation yield, thus it was selected as subject of study and characterzation. PLD-grown Y2O3 coatings were then tested in order to assess their feasability as protective barriers at blanket relevant conditions. Basic characterization of the as deposited and annealed (450 °C) films was perfomed (scanning electron microscopy, atomic force microscope, grazing incident angle x-rays diffraction, nanoindenation). A coated sample was also exposed to static Pb-16Li at.% for 1000 h, showing optimal corrosion resistance and thermal stability at high temperature (550 °C). Finally, the electrical resistivity of this material was measured (up to 200 °C) in order to evaluate its ability to mitigate the MHD detrimental effects. To conclude, a preliminary characterization of the PLD-grown Y2O3 coatings proved the possibility to employ them as multifunctional protective barrier to enable the accomplishment of the breeding blanket technology.
先進的かつ革新的な解決策が、将来の核融合炉の増殖ブランケットを構成する材料の長年にわたる問題を解決するために現在調査されている。鋼材を通したトリチウム透過、増殖媒体による腐食、電磁流体力学（MHD）効果、そして強力な中性子照射は、この技術の実現を妨げている。最近では、保護用ナノセラミックコーティングの採用が、数少ない実行可能な解決策の一つとして検討されている。特に、パルスレーザー堆積（PLD）技術は、保護バリアを設計する際の基本特性である、緻密でコンパクトかつ均一なコーティングを生成することを可能にする。酸化イットリウム（Y2O3）は、リチウム系重金属液体金属に直面した際の優れた安定性と、低い核活性化収率を考慮すると、最も有望な候補の一つであり、研究と特性評価の対象として選ばれた。その後、PLDで成長させたY2O3コーティングは、ブランケット関連条件下での保護バリアとしての実現可能性を評価するために試験された。成膜状態およびアニール処理（450 °C）した薄膜の基本特性評価が実施された（走査型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、斜入射X線回折、ナノインデンテーション）。また、コーティングされた試料は、静的Pb-16Li at.%に1000時間曝露され、高温（550 °C）での最適な耐食性と熱安定性を示した。最後に、MHDの有害な影響を軽減する能力を評価するために、この材料の電気抵抗率が（200 °Cまで）測定された。結論として、PLDで成長させたY2O3コーティングの予備的特性評価により、増殖ブランケット技術の達成を可能にする多機能保護バリアとしてそれらを採用する可能性が実証された。