カリウムの同位体(カリウムのどういたい)は、24種類が知られている。そのうち、次の3種類が天然に生成する。K (93.3%)、 K (0.012%)、K (6.7%)。標準原子量は39.0983(1) uである。Kは、電子捕獲のみによって安定なAr(11.2%)に崩壊するか、もしくは安定なCa(88.8%)にベータ崩壊する。Kの半減期は1.250×10年である。KからArへの崩壊は、岩石の年代測定に利用できる。伝統的なカリウム-アルゴン年代測定法は、岩石は形成時にアルゴンを全く含んでおらず、岩石中で生成したArは全て岩石中に留まっているという仮定に基づいている。この測定法に適した鉱物には、黒雲母、白雲母、普通角閃石、長石等がある。年代測定以外にも、カリウムの同位体は、気象学や生物地球化学循環の研究のトレーサーとしても用いられる。健康な動物や人間では、KはC以上の最大の放射線源である。70kgの人間では、1秒間に約4400個のK原子核が崩壊している。

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