Плодотворно работая в области физики диэлектриков и высоковольтной техники, А.А. Воробьев, начиная с середины сороковых годов, нацелил свои усилия на новое научное направление – физику и технику ускорения электронов. Обостренное чувство нового, научная смелость и предвидение Александра Акимовича позволили ему преодолеть бытовавшее в сороковых годах официальное мнение о бесперспективности ускорения электронов до высоких энергий, что нужно заниматься ускорением только протонов.

Осознав необходимость создания ускорителей заряженных частиц, которые могли бы стать основой развития ядерной физики в практических и учебных целях, Александр Акимович определил в качестве индукционного ускорителя электронов – бетатрон. Он организовал на кафедре техники высоких напряжений группу сотрудников ТПИ, в которую вошли доценты (В.Н. Титов, М.Ф. Филиппов, А.К. Потужный), с.н.с. (К.С. Гришин), а также аспиранты (Т.Ю. Могилевская), дипломники (Н.Я. Пугац, В.С. Мелихов), студенты (Л.М. Ананьев) энергетического и электрофизического факультетов.

Кроме того, он своим ректорским решением в 1947 году создал в составе электрофизического факультета специальную группу студентов из 6 человек, в числе которых были В.А. Москалев, Г.Г. Андреев и др. Группа предназначалась для подготовки специалистов-электрофизиков по новому, тогда секретному, направлению «Ускорители заряженных частиц». Лекции по специальным дисциплинам для студентов этой специальности читали ведущие доценты Б.Н. Родимов, В.Н. Титов, М.Ф. Филиппов и др., а основной курс по ускорителям заряженных частиц читал профессор А.А. Воробьев.

Начав работы по сооружению бетатронов с изучения и систематизации разрозненных материалов по теории индукционного ускорителя и разработки принципов расчета и конструирования, группа под руководством А.А. Воробьева осуществила в июне 1948 года запуск на излучение первого отечественного бетатрона на энергию 4 МэВ. Сразу же были начаты работы над бетатронами с более высокими энергиями и мощностями дозы излучения, которые затем успешно применялись для научных исследований и решения практических задач.

Была начата работа по созданию бетатронов на энергии 15 МэВ, организована лаборатория по выпуску бетатронов для высших учебных заведений страны. Эта лаборатория на хоздоговорной основе изготовила малую серию бетатронов на 15 МэВ для вузов Москвы, Ленинграда, Свердловска и других городов. На этих ускорителях были развернуты исследовательские работы по использованию бетатронов в медицине и в дефектоскопии изделий промышленности.

Молодые ученики А.А. Воробьева, продолжая работы по дальнейшему совершенствованию конструкций бетатронов, увеличению их энергии и мощности дозы излучения, расширению областей их применения, существенно повысили свой научный и служебный потенциал. Многие занимали руководящие должности в научных организациях и вузах, получили звания заслуженных деятелей науки и техники РФ, некоторые преподавали в иностранных вузах за рубежом. А профессор В.А. Москалев, кроме участия в многочисленных международных конференциях, был экспертом ЮНЕСКО по физике в Делийском университете (Индия) и в штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже, работал в качестве сотрудника и руководителя отделов высшего образования на советских выставках в Нью-Йорке и Праге.

Впоследствии бетатроны на 5,15 и 25 МэВ работали в НИИ Москвы, Ленинграда, Киева, Казани, Днепропетровска, в Китае и др. В 1959 году институт получил диплом I степени ВДНХ СССР за разработку и изготовление бетатрона Б-3. Воробьев был награжден большой золотой медалью выставки и ценной премией.