# نظائر البوتاسيوم

للبوتاسيوم (K) خمس وعشرون نظيراً معروفاً تتراوح أعداد الكتلة لها بين 32 و 56. هنالك نظيرين مستقرين للبوتاسيوم وهما بوتاسيوم-39 $^{39}$K وبوتاسيوم-41 $^{41}$K. يشكل النظير بوتاسيوم-39 93.3% من الوفرة الطبيعية للبوتاسيوم، في حين يشكل النظير بوتاسيوم-41 6.7% من هذه الوفرة. يوجد في الطبيعة نسبة من النظير المشع بوتاسيوم-40 0.012% والذي يتميز بأن له عمر نصف طويل نسبياً.
لباقي نظائر البوتاسيوم المشعة عمر نصف أقل من يوم واحد، وأغلبها دون الدقيقة الواحدة. أقل هذه النظائر المشعة ثباتاً هو النظير بوتاسيوم-33 $^{33}$K وبوتاسيوم-34 $^{34}$K اللذين لديهما أعمار نصف أقل من 25 نانو ثانية. مع العلم أن عمر النصف للنظير بوتاسيوم-32 $^{32}$K غير معروف.

## بوتاسيوم-40

يعد النظير بوتاسيوم-40 $^{40}$K أحد النظائر المشعة للبوتاسيوم والذي لديه عمر نصف طويل مقداره 1.248×10$^9$ سنة، أي ما يقارب 1.3 الف مليون سنه. وهو يشكل 120 جزء في المليون من عنصر البوتاسيوم في الطبيعة. يعود عمر النصف الطويل لهذا النظير إلى أن حالة انتقال اللف المغزلي ممنوعة، إذ أن اللف المغزلي للبوتاسيوم-40 يبلغ 4 في حين أن نواتج الاضمحلال هي نظائر لها لف مغزلي 0.
يمثل النظير بوتاسيوم-40 مثالاً نادراً على نظير يخضع لكافة أنواع الاضمحلال من النمط بيتا. في النمط الأول من الاضمحلال والذي يشكل 89.28%، يصدر البوتاسيوم-40 جسيم بيتا β$^−$ متحولاً إلى كالسيوم-40 مصدراً طاقة مقدارها 1.33 ميغا إلكترون فولت، بالإضافة إلى إصدار نقيض النيوترينو. في النمط الثاني من الاضمحلال والذي يشكل 10.72%، يتحول البوتاسيوم عن طريق اصطياد إلكترون إلى أرغون-40 بإصدار طاقة مقدارها 1.460 ميغا إلكترون فولت على شكل أشعة غاما بالإضافة إلى إصدار نيوترينو. يعد النمط الثالث من الاضمحلال نادر الحدوث، حيث يشكل 0.001% من زمن اللازم للاضمحلال. في النمط الأخير يتحول بوتاسيوم-40 إلى أرغون-40 بإصدار بوزيترون β$^+$ ونيوترينو.
يشكل الاضمحلال الطبيعي للبوتاسيوم-40 أكبر مصدر للإشعاع في جسم الإنسان والحيوانات، وذلك بشكل أكبر منه الكربون-14 $^{14}$C. في جسم إنسان يبلغ وزنه 70 كغ يكون محتوى البوتاسيوم حوالي 160 غرام، مما يكافئ اضمحلال حوالي 4900 نواة من بوتاسيوم-40 كل ثانية.
يستخدم النظير بوتاسيوم-40 في تحديد عمر الصخوروذلك بطريقة التأريخ بواسطة بوتاسيوم-أرغون. يعتمد مبدأ هذه الطريقة على افتراض عد احتواء الصخور على الآرغون عند تشكلها، وأن الأرغون الناتج عن عملية اضمحلال البوتاسيوم-40 بقي محتجزاً في الصخور. يحسب عمر الصخور بتحديد نسبة تركيز البوتاسيوم-40 إلى الأرغون-40.

## جدول النظائر

| الرمز | Z(ب) | N(ن) | كتلة النظير (u) | عمر النصف | نمط الاضمحلال | ناتج الاضمحلال | لف مغزلي | تركيب النظائر التمثيلي (كسر مولي) |
| طاقة التنشيط ||||
| $^{32}$K | 19 | 13 | 32.02192 | | p | $^{31}$Ar | 1+# | |
| $^{32m}$K | 950# كيلو إلكترون فولت | 950# كيلو إلكترون فولت | 950# كيلو إلكترون فولت | | | | 4+# | |
| $^{33}$K | 19 | 14 | 33.00726 | <25 نانو ثانية | p | $^{32}$Ar | (3/2+)# | |
| $^{34}$K | 19 | 15 | 33.99841 | <25 نانو ثانية | p | $^{33}$Ar | 1+# | |
| $^{35}$K | 19 | 16 | 34.988010 | 178 ميلي ثانية | β$^+$ 99.63% | $^{35}$Ar | 3/2+ | |
| $^{35}$K | 19 | 16 | 34.988010 | 178 ميلي ثانية | β$^+$, p 0.37% | $^{34}$Cl | 3/2+ | |
| $^{36}$K | 19 | 17 | 35.981292 | 342 ميلي ثانية | β$^+$ 99.94% | $^{36}$Ar | 2+ | |
| $^{36}$K | 19 | 17 | 35.981292 | 342 ميلي ثانية | β$^+$, p 0.048% | $^{35}$Cl | 2+ | |
| $^{36}$K | 19 | 17 | 35.981292 | 342 ميلي ثانية | β$^+$, α 0.012% | $^{32}$S | 2+ | |
| $^{37}$K | 19 | 18 | 36.97337589 | 1.226 ثانية | β$^+$ | $^{37}$Ar | 3/2+ | |
| $^{38}$K | 19 | 19 | 37.9690812 | 7.636 دقيقة | β$^+$ | $^{38}$Ar | 3+ | |
| $^{38m1}$K | 130.50 كيلو إلكترون فولت | 130.50 كيلو إلكترون فولت | 130.50 كيلو إلكترون فولت | 924.2 ميلي ثانية | | | 0+ | |
| $^{38m2}$K | 3458.0 كيلو إلكترون فولت | 3458.0 كيلو إلكترون فولت | 3458.0 كيلو إلكترون فولت | 21.98 ميكرو ثانية | | | (7+),(5+) | |
| $^{39}$K | 19 | 20 | 38.96370668 | مستقر | مستقر | مستقر | 3/2+ | 0.932581 |
| $^{40}$K | 19 | 21 | 39.96399848 | 1.248×10$^9$ سنة | β$^-$ 89.28% | $^{40}$Ca | 4- | 1.17×10$^{−4}$ |
| $^{40}$K | 19 | 21 | 39.96399848 | 1.248×10$^9$ سنة | EC 10.72% | $^{40}$Ar | 4- | 1.17×10$^{−4}$ |
| $^{40}$K | 19 | 21 | 39.96399848 | 1.248×10$^9$ سنة | β$^+$ 0.001% | $^{40}$Ar | 4- | 1.17×10$^{−4}$ |
| $^{40m}$K | 1643.639 كيلو إلكترون فولت | 1643.639 كيلو إلكترون فولت | 1643.639 كيلو إلكترون فولت | 336 نانو ثانية | | | 0+ | |
| $^{41}$K | 19 | 22 | 40.96182576 | مستقر | مستقر | مستقر | 3/2+ | 0.067302 |
| $^{42}$K | 19 | 23 | 41.96240281 | 12.360 ساعة | β$^-$ | $^{42}$Ca | 2- | |
| $^{43}$K | 19 | 24 | 42.960716 | 22.3 ساعة | β$^-$ | $^{43}$Ca | 3/2+ | |
| $^{44}$K | 19 | 25 | 43.96156 | 22.13 دقيقة | β$^-$ | $^{44}$Ca | 2- | |
| $^{45}$K | 19 | 26 | 44.960699 | 17.3 دقيقة | β$^-$ | $^{45}$Ca | 3/2+ | |
| $^{46}$K | 19 | 27 | 45.961977 | 105 ثانية | β$^-$ | $^{46}$Ca | 2(-) | |
| $^{47}$K | 19 | 28 | 46.961678 | 17.50 ثانية | β$^-$ | $^{47}$Ca | 1/2+ | |
| $^{48}$K | 19 | 29 | 47.965514 | 6.8 ثانية | β$^-$ 98.86% | $^{48}$Ca | (2-) | |
| $^{48}$K | 19 | 29 | 47.965514 | 6.8 ثانية | β$^-$, n 1.14% | $^{47}$Ca | (2-) | |
| $^{49}$K | 19 | 30 | 48.96745 | 1.26 ثانية | β$^-$, n 86% | $^{48}$Ca | (3/2+) | |
| $^{49}$K | 19 | 30 | 48.96745 | 1.26 ثانية | β$^-$ 14% | $^{49}$Ca | (3/2+) | |
| $^{50}$K | 19 | 31 | 49.97278 | 472 ميلي ثانية | β$^-$ 71% | $^{50}$Ca | (0-,1,2-) | |
| $^{50}$K | 19 | 31 | 49.97278 | 472 ميلي ثانية | β$^-$, n 29% | $^{49}$Ca | (0-,1,2-) | |
| $^{51}$K | 19 | 32 | 50.97638 | 365 ميلي ثانية | β$^-$ 53% | $^{51}$Ca | 3/2+# | |
| $^{51}$K | 19 | 32 | 50.97638 | 365 ميلي ثانية | β$^-$, n 47% | $^{50}$Ca | 3/2+# | |
| $^{52}$K | 19 | 33 | 51.98261 | 105 ميلي ثانية | β$^-$, n 64% | $^{51}$Ca | (2-)# | |
| $^{52}$K | 19 | 33 | 51.98261 | 105 ميلي ثانية | β$^-$, 2n 21% | $^{50}$Ca | (2-)# | |
| $^{52}$K | 19 | 33 | 51.98261 | 105 ميلي ثانية | β$^-$ 15% | $^{52}$Ca | (2-)# | |
| $^{53}$K | 19 | 34 | 52.98712 | 30 ميلي ثانية | β$^-$, n 67% | $^{52}$Ca | (3/2+)# | |
| $^{53}$K | 19 | 34 | 52.98712 | 30 ميلي ثانية | β$^-$, 2n 17% | $^{51}$Ca | (3/2+)# | |
| $^{53}$K | 19 | 34 | 52.98712 | 30 ميلي ثانية | β$^-$ 16% | $^{53}$Ca | (3/2+)# | |
| $^{54}$K | 19 | 35 | 53.99420 | 10 ميلي ثانية | β$^-$ >99.9% | $^{54}$Ca | 2-# | |
| $^{54}$K | 19 | 35 | 53.99420 | 10 ميلي ثانية | β$^-$, n <0.1% | $^{53}$Ca | 2-# | |
| $^{55}$K | 19 | 36 | 54.99971 | 3 ميلي ثانية | β$^-$ | $^{55}$Ca | 3/2+# | |
| $^{55}$K | 19 | 36 | 54.99971 | 3 ميلي ثانية | β$^-$, n | $^{54}$Ca | 3/2+# | |
* ↑ النظائر المستقرة بالخط الغليظ، والنظائر شبه المستقرة بالخط الغليظ المائل
* ↑ يعد من النظائر شبة المستقرة لأن نصف العمر له طويل نسبياً. يستخدم في التأريخ بواسطة بوتاسيوم-أرغون

## المصادر

* كتل النظائر من:
** G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. ج. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2013-08-12.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
* تركيب النظائر والكتل الذرية القياسية من:
** J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. ج. 75 ع. 6: 683–800. DOI:10.1351/pac200375060683. مؤرشف من الأصل في 2019-01-04.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
** M. E. Wieser (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. ج. 78 ع. 11: 2051–2066. DOI:10.1351/pac200678112051. مؤرشف من الأصل في 2019-01-04. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |laysummary= تم تجاهله (مساعدة)
* بيانات أعمار النصف واللف المغزلي والمتماكبات منتقاة من:
** G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. ج. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2013-08-12.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
** National Nuclear Data Center. "NuDat 2.1 database". Brookhaven National Laboratory. مؤرشف من الأصل في 2019-10-14. اطلع عليه بتاريخ September 2005. {{استشهاد ويب}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ الوصول= (مساعدة)
** N. E. Holden (2004). "Table of the Isotopes". في D. R. Lide (المحرر). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ط. 85th). CRC Press. Section 11. ISBN:978-0-8493-0485-9.