Il potassio (19K) ha 26 isotopi conosciuti da 31K a 57K, con l’eccezione del 32K ancora sconosciuto, così come un rapporto non confermato di 59K. Tre di questi isotopi si trovano in natura: le due forme stabili 39K (93,3%) e 41K (6,7%), e un radioisotopo molto longevo 40K (0,012%).
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| Peso atomico standard Ar, standard(K) |
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Il 40K radioattivo naturale decade con un’emivita di 1.248×109 anni. L’89% di questi decadimenti sono in 40Ca stabile per decadimento beta, mentre l’11% sono in 40Ar per cattura elettronica o emissione di positroni. 40K ha la più lunga emivita conosciuta per qualsiasi nuclide emettitore di positroni. Il lungo tempo di dimezzamento di questo radioisotopo primordiale è causato da una transizione altamente proibita dallo spin: 40K ha uno spin nucleare di 4, mentre entrambe le sue figlie di decadimento sono isotopi pari-uguali con spin di 0.
40K si verifica nel potassio naturale in quantità sufficiente che grandi sacchi di cloruro di potassio sostitutivi del sale commerciale possono essere utilizzati come fonte radioattiva per dimostrazioni in classe. 40K è la più grande fonte di radioattività naturale negli animali sani e negli esseri umani, più grande anche del 14C. In un corpo umano di 70 kg di massa, circa 4.400 nuclei di 40K decadono al secondo.
Il decadimento del 40K in 40Ar è usato nella datazione delle rocce con il potassio-argon. I minerali vengono datati misurando la concentrazione di potassio e la quantità di 40Ar radiogenico che si è accumulato. Tipicamente, il metodo presuppone che le rocce non contenessero argon al momento della formazione e che tutto l’argon radiogenico successivo (cioè il 40Ar) sia stato trattenuto. Il 40K è stato anche ampiamente usato come tracciante radioattivo negli studi sugli agenti atmosferici.
Tutti gli altri isotopi del potassio hanno emivite inferiori a un giorno, la maggior parte sotto il minuto. Il meno stabile è il 31K, un emettitore di tre protoni scoperto nel 2019; il suo tempo di dimezzamento è stato misurato in meno di 10 picosecondi.
Vari isotopi del potassio sono stati usati per studi sui cicli dei nutrienti perché il potassio è un macronutriente necessario alla vita.