Cząsteczka wody składa się z tlenu i dwóch atomów wodoru, a jądra większości atomów wodoru stanowi pojedynczy proton. Protony te mogą służyć jako tarcza dla antyneutrin, dzięki temu zwykła woda może służyć jako podstawowy materiał detektora. Atomy wodoru są tak słabo związane w wodzie, że w oddziaływaniach neutrin można je postrzegać jako wolne protony. Mechanizm oddziaływań neutrin z cięższymi jądrami, z kilkoma/wieloma protonami i neutronami, jest bardziej skomplikowany, ponieważ protony są silnie związane w jądrach.
Układ eksperymentalny Biorąc pod uwagę niewielką prawdopodobieństwo oddziaływania pojedynczego neutrina z protonem, neutrina można było zaobserwować tylko przy użyciu ogromnego strumienia neutrin. Począwszy od 1951 roku, Cowan i Reines, obaj pracujący wówczas z Los Alamos w stanie Nowy Meksyk, początkowo rozważali wykorzystanie neutrin produkowanych w testach broni atomowej jako źródło o wystarczającym strumieniu. Ostatecznie, za radą kierownika działu fizyki w Los Alamos J.M.B. Kellogga, wykorzystali reaktor jądrowy jako źródło neutrin.