Проведен детальный анализ предложенного ранее метода, использующего сверхмощное (петаваттное) циркулярно поляризованное лазерное излучение, взаимодействующее с наноструктурированной двухкомпонентной мишенью, для генерации пучков многозарядных ионов с целью их применения в ядерной физике. Рассмотрены проблема ионизации тяжёлых атомов в сверхсильном лазерном поле и задача ускорения лазерным излучением полученных ионов до энергий ~20 – 30 МэВ/нуклон.