El potasio (19K) tiene 26 isótopos conocidos, desde el 31K hasta el 57K, con la excepción del todavía desconocido 32K, así como un informe no confirmado del 59K. Tres de esos isótopos se dan de forma natural: las dos formas estables 39K (93,3%) y 41K (6,7%), y un radioisótopo de muy larga vida 40K (0,012%).
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| Peso atómico estándar Ar, estándar(K) |
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El 40K radiactivo de origen natural decae con una vida media de 1.248×109 años. El 89% de estas desintegraciones son a 40Ca estable por desintegración beta, mientras que el 11% son a 40Ar por captura de electrones o emisión de positrones. El 40K tiene la vida media más larga conocida para cualquier nucleido emisor de positrones. La larga vida media de este radioisótopo primordial se debe a una transición altamente prohibida por el espín: El 40K tiene un espín nuclear de 4, mientras que sus dos hijas de desintegración son isótopos pares con espines de 0.
El 40K se encuentra en el potasio natural en cantidad suficiente como para poder utilizar grandes bolsas de sustitutos de sal comercial de cloruro de potasio como fuente radiactiva para las demostraciones en el aula. El 40K es la mayor fuente de radiactividad natural en animales y humanos sanos, mayor incluso que el 14C. En un cuerpo humano de 70 kg de masa, unos 4.400 núcleos de 40K se desintegran por segundo.
La desintegración de 40K a 40Ar se utiliza en la datación de rocas con argón potásico. Los minerales se datan midiendo la concentración de potasio y la cantidad de 40Ar radiogénico que se ha acumulado. Normalmente, el método asume que las rocas no contenían argón en el momento de su formación y que todo el argón radiogénico posterior (es decir, el 40Ar) fue retenido. El 40K también se ha utilizado ampliamente como trazador radiactivo en estudios de meteorización.
Todos los demás isótopos de potasio tienen vidas medias inferiores a un día, la mayoría inferiores a un minuto. El menos estable es el 31K, un emisor de tres protones descubierto en 2019; se ha medido que su vida media es inferior a 10 picosegundos.
Se han utilizado diversos isótopos de potasio para estudios de ciclos de nutrientes porque el potasio es un macronutriente necesario para la vida.