Durch das harte Neutronenspektrum des DFR ist die Absorption in Materialien deutlich reduziert, sodass auch kleinere Anteile (etwa Legierungszusätze) von Absorbern thermischer Neutronen in Frage kommen. Zudem wird eine hohe Wärmeleitfähigkeit und Warmfestigkeit benötigt. Refraktärmetalle und einige Keramiken (etwa als Beschichtung oder Komposit) sind daher sehr gut geeignet. Refraktärmetalle, ihre Legierungen und Keramiken zeichnen sich durch eine, graduell unterschiedliche, sehr hohe Widerstandsfähigkeit gegen alle erdenklichen Angriffe aus. Die schweren Refraktärmetalle haben Neutroneneinfangseigenschaften, die bei hohem molaren Anteil signifikant werden können. Bei Wolfram und Tantal ist dieser Neutronenverlust größer als bei Niob und Molybdän, während Zirkonium und Vanadium nahezu transparent sind.

Ihre außerordentliche Widerstandsfähigkeit bedeutet auch, dass sie sehr schwer zu verarbeiten sind. Obwohl ihre Eigenschaften schon Jahrzehnte bekannt sind, konnten sie deshalb in der Vergangenheit für Reaktorkonstruktionen nicht verwendet werden. Dennoch wurden in anderen Bereichen der Industrie die Anwendungen der Refraktärmetalle aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften immer weiter ausgedehnt, wobei parallel die Fertigungstechnik immer weiter verbessert wurde, wodurch es heute möglich ist, komplexe Werkstücke herzustellen.

Keramikbeschichtungen auch galvanisch aufgetragen können die Widerstandsfähigkeit weiter erhöhen. Dazu eignet sich besonders gut Titandiborid mit angereichertem Bor-11. Eine weitere Option sind neuartige faserverstärkte Keramiken, wo die ungünstige Sprödigkeit der Keramik durch eingebackene Fasern stark gemindert wird. Auf diese Weise entsteht ein Werkstück mit der Widerstandsfähigkeit der Keramik und den elastischen Eigenschaften von Hartmetallen (analog zu kohlefaserverstärktem Kunststoff oder armierten Stahlbeton). Ein für den Reaktor geeignetes Beispiel ist Siliziumkarbid mit Kohlefasern, was zudem die niedrigste Neutronenabsorption hat. Alternativ kann auch monolithisches Siliziumkarbid mit seiner besonders hoher Druckfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit durch ein äußeres Metallkorsett stark zusammengedrückt werden, um Schäden durch Scherungen zu unterbinden.

Refraktärmetalle und die Keramiken sind sehr korrosionsbeständig gegen Blei und Fluorsalze bis 1100 °C. Die Chlorsalze greifen diese Materialien wegen der geringeren Agressivität von Chlor im Vergleich zu Fluor (Elektronegativität) höchstwahrscheinlich nicht stärker an. Da die Materialien ständig hohen Temperaturen ausgesetzt sind werden die durch Neutronen bedingten Kristallgitterdefekte stets ausgeglüht. Ihre Wärmeleitfähigkeit, bis zu 50% höher als die von Eisen, sorgt für eine hohe Schockbeständigkeit. Ihre Festigkeit beträgt bei 1100°C ein Mehrfaches der von Stahl bei Zimmertemperatur.

Die schwere Bearbeitbarkeit bedingt höhere Kosten, bis über 1000 € je kg, was bei den kleinen Materialmengen von einigen 10 Tonnen allerdings ökonomisch problemlos ist. Die erforderlichen Fertigungstechniken wie hochdichtes Sintering, Vakuumschweißen mit Elektronen- und/oder Laserstrahlen sind in der Industrie mittlerweile Standard. Sogar Fügetechniken für Keramiken durch Laser sind in der Entwicklng.  Gegenwärtige industrielle Entwicklungen wie das 3D-Laser-Sintering erlauben es, komplette Werkstücke nach Art des Plotters auszudrucken. Für den Einsatz im Reaktor sind sie allerdings noch mit zu vielen Hohlräumen versehen.

Die heutige industrielle Material- und Fertigungstechnik erlaubt es, einen Reaktor wie den DFR völlig neu zu konzipieren. Die im industriellen Einsatz bewiesenen Fähigkeiten der durablen Materialien lassen sich nun in der Kerntechnik nutzen. Selbstverständlich sind im Zuge der Entwicklung auch in Hinblick auf Genehmigungsbehörden erneute, umfangreiche Materialtests als Qualitätsnachweis erforderlich.