Возможно, но это может быть не лучшим решением. Модульные тесты не очень подходят для тестирования поведения параллелизма, к сожалению, не так много подходящих методов тестирования.
NUnit ничего не делает с потоками. Вы можете написать тесты, которые запускают несколько потоков, а затем проверять их взаимодействие. Но они стали бы больше похожи на интеграционные тесты, чем на модульные тесты.
Другая проблема заключается в том, что поведение взаимоблокировки обычно зависит от порядка, в котором запланированы потоки. Поэтому было бы трудно написать убедительный тест для проверки определенной проблемы взаимоблокировки, поскольку у вас нет никакого контроля над планированием потоков, это сделано ОС. Вы можете получить тесты, которые иногда дают сбой на многоядерных процессорах, но всегда дают успех на одноядерных процессорах.