Fury är en skeptiker. Han tror inte heller att Loki eller Thor är odödliga - i den meningen att det inte är möjligt - även om han och resten av SHIELD verkar beredda att acceptera att dessa individer är inspirationer för de norska gudarna och sålunda är de åtminstone mycket långlivad.
(Det är också mycket klart från Thor att Asgardians kan dödas, men Fury var inte föremål för någon av de samtal där det kan ha kommit upp).
Också:
The simple truth is, Loki wants to be there. He's not a prisoner in any meaningful sense. He allowed himself to be captured as a diversion from Selvig's team preparing to set up the Tesseract-driven portal atop Stark Tower; and also in hopes of using his powers of subtle manipulation to bring about the fight that happened on the Helicarrier. Despite being imprisoned, he knew what was going on at all times (in part via the scepter -- that's made clear during the all-hands argument in the lab) and was really pretty much in control of what was going on.