En este trabajo informamos sobre la caracterización de recubrimientos metálicos delgados de interés para la tecnología de fusión nuclear a través de la técnica LIBS de doble pulso ns. Los recubrimientos, compuestos de una mezcla de tungsteno (W) o tungsteno-tantalio (W-Ta), fueron enriquecidos con deuterio (D), para simular materiales que enfrentan plasma (PFMs) o componentes (PFCs) de los dispositivos de próxima generación contaminados con combustible nuclear en el área del divertor del vaso de vacío (VV), con especial atención a ITER, cuyo divertor estará hecho de W. La técnica LIBS de doble pulso permitió la detección de D y Ta en bajas concentraciones, con un solo disparo láser y una tasa de ablación promedio de aproximadamente 110 nm. El procedimiento libre de calibración (CF-LIBS) proporcionó una estimación semicuantitativa del deuterio retenido en los recubrimientos, sin necesidad de muestras de referencia. Los resultados presentados demuestran que LIBS es una herramienta de diagnóstico elegible para caracterizar PFCs con alta sensibilidad y precisión, siendo mínimamente destructiva para las muestras, sin manipulación de PFCs. El procedimiento CF-LIBS puede ser utilizado para la búsqueda de cualquier otro material en el VV sin ninguna muestra de referencia preliminar.