Rantai peluruhan 4n dari 232Th, yang biasa disebut "seri thorium" Secara total, 32 radioisotop telah dikarakterisasi, yang berkisar dalam nomor massa dari 207 hingga 238. Setelah 232Th, yang paling stabil di antaranya (dengan waktu paruh masing-masing) adalah 230Th (75.380 tahun), 229Th (7.917 tahun), 228Th (1,92 tahun), 234Th (24,10 hari), dan 227Th (18,68 hari).Â
Semua isotop ini terdapat di alam sebagai jejak radioisotop karena keberadaannya dalam rantai peluruhan 232Th, 235U, 238U, dan 237Np: isotop terakhir ini telah lama punah di alam karena waktu paruhnya yang pendek (2,14 juta tahun), tetapi terus diproduksi dalam jejak kecil dari penangkapan neutron dalam bijih uranium.Â
Semua isotop thorium yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari tiga puluh hari dan mayoritas memiliki waktu paruh kurang dari sepuluh menit. 233Th (waktu paruh 22 menit) terdapat di alam sebagai hasil aktivasi neutron dari 232Th alami.226Th (waktu paruh 31 menit) belum teramati di alam, tetapi akan diproduksi oleh peluruhan beta ganda 226Ra alami yang masih belum teramati.
Di perairan laut dalam, isotop 230Th membentuk hingga 0,02% torium alami. Hal ini karena induknya 238U larut dalam air, tetapi 230Th tidak larut dan mengendap di sedimen. Bijih uranium dengan konsentrasi torium rendah dapat dimurnikan untuk menghasilkan sampel torium berukuran gram yang lebih dari seperempatnya adalah isotop 230Th, karena 230Th adalah salah satu anak dari 238U.Â
Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (IUPAC) mengklasifikasikan ulang torium sebagai unsur binuklidik pada tahun 2013; sebelumnya dianggap sebagai unsur mononuklida.
Torium memiliki tiga isomer nuklir (atau keadaan metastabil) yang diketahui, 216m1Th, 216m2Th, dan 229mTh. 229mTh memiliki energi eksitasi terendah yang diketahui dari semua isomer,yang diukur sebesar 7,60,5 eV. Energi ini sangat rendah sehingga ketika mengalami transisi isomer, radiasi gamma yang dipancarkan berada dalam kisaran ultraviolet.[c] Transisi nuklir dari 229Th ke 229mTh sedang diselidiki untuk jam nuklir.
Isotop torium yang berbeda secara kimiawi identik, tetapi memiliki sifat fisik yang sedikit berbeda: misalnya, densitas 228Th, 229Th, 230Th, dan 232Th murni masing-masing diperkirakan sebesar 11,5, 11,6, 11,6, dan 11,7 g/cm3.[36] Isotop 229Th diperkirakan dapat mengalami fisi dengan massa kritis 2839 kg, meskipun dengan reflektor baja nilai ini dapat turun hingga 994 kg.[d] 232Th tidak dapat mengalami fisi, tetapi sangat subur karena dapat diubah menjadi 233U yang dapat terfisi melalui penangkapan neutron dan peluruhan beta berikutnya. Moga bermanfaat ****
